STRUKTURBAJAIIMODUL2PembebananJembatanDosenPengasuh:Ir.ThamrinNasutionMateriPembelajaran:1.Pendahuluan.2.Pengertiandanistilah..3.Aksidanbebantetap.a)Bebanmati.b)Bebanmatitambahan.c)Pelapisankembalipermukaanjembatan.d)Saranalainjembatan.4.BebanLaluLintas.a)Umum.b)Lajurlalulintarencana.c)BebanD.d)SusunanbebanDpadaarahmemanjangjembatan.e)PenyebaranbebanDpadaarahmelntangjembatan.ContohSoal.f)FaktorbebanD.g)PembebananTruk.5.Klasifikasipembebananlalulintas.6.GayaRem.7.GayaSentrifugal.8.Pembebananuntukpejalankaki.9.Aksilingkungan.10.Aksi-aksilain.11.Kombinasibeban.TujuanPembelajaran:? Mahasiswamengetahuidanmemahamipembebananjembatan.DAFTARPUSTAKAa)RSNIT-02-2005, PembebananUntukJembatan . UCAPANTERIMAKASIHPenulismengucapkanterimakasihyangsebesar-besarnyakepadapemilikhakciptaphoto-photo,buku-bukurujukandanartikel,yangterlampirdalammodulpembelajaranini.Semogamodulpembelajaraninibermanfaat.WassalamPenulisThamrinNasutionthamrinnst.wordpress.comthamrin_nst@hotmail.co.id.thamrinnst.wordpress.com Modulkuliah STRUKTURBAJAII ,2012 Ir.ThamrinNasutionDepartemenTeknikSipil,FTSP.ITM.PembebananJembatan1.Pendahuluan.Dalamperencanaanjembatan,pembebananyangdiberlakukanpadajembatanjalanraya,adalahmengacupadastandarRSNIT-02-2005 PembebananUntukJembatan .Standarinimenetapkanketentuanpembebanandanaksi-aksiyangakandigunakandalamperencanaanjembatanjalanrayatermasukjembatanpejalankakidanbangunan-bangunansekunderyangterkaitdenganjembatan.StandarPembebananuntukJembatan2004memuatbeberapapenyesuaianberikut:a)Gayaremdangayasentrifugalyangsemulamengikuti Austroads ,dikembalikankePeraturanNr.12/1970danTataCaraSNI03-1725-1989yangsesuai AASHTO .b)FaktorbebanultimitdariBebanJembatanBMS-1992direduksidarinilai2ke1,8untukbebanhidupyangsesuai AASHTO .c)Kapasitasbebanhidupkeadaanbatasultimit(KBU)dipertahankansamasehinggafaktorbeban1,8menimbulkankenaikankapasitasbebanhidupkeadaanbataslayan(KBL)sebesar2/1,8-11,1%.d)Kenaikanbebanhiduplayanataunominal(KBL)meliputi:d1)BebanTtrukdesaindari45tonmenjadi50ton.d2)Bebanrodadesaindari10tonmenjadi11,25ton.d3)BebanDterbagirata(BTR)dariq=8kPamenjadi9kPa.d4)BebanDgaristerpusat(BGT)darip=44kN/mmenjadi49kN/m.e)Bebanmatiultimit(KBU)diambilpadatingkatnominal(faktorbeban=1)dalampengecekanstabilitasgeserdangulingdaripondasilangsung.Sesuaistandarini,bebantruklegaladalah50tondengankonfigurasisatutruksetiapjalursepanjangbentangjembatan.Rangkaiantruklegaldiperhitungkanberdasarkankasuskonfigurasikendaraandankapasitasaktualjembatan.Jembatandirencanakanuntukmenahanbebanhidupyangsesaatmelewatijembatan.Dengandemikiankemacetanlalulintasdiatasjembatanharusdihindari.2.Pengertiandanistilah.Istilah-istilahyangterdapatpadaRSNIT-02-2005antaralain:Aksilingkungan ,adalahpengaruhyangtimbulakibattemperatur,angin,aliranair,gempadanpenyebab-penyebabalamiahlainnya.Aksinominal ,adalahnilaibebanrata-rataberdasarkanstatistikuntukperiodeulang50tahun.Bebanprimer ,adalahbebanyangmerupakanbebanutamadalamperhitunganteganganpadasetiapperencanaanjembatan.Yangtemasukbebanprimeradalah:1. Bebanmati.2. Bebanhidup.3. Bebankejut.4. Gayaakibattekanantanah.1 Modulkuliah STRUKTURBAJAII ,2012 Ir.ThamrinNasutionDepartemenTeknikSipil,FTSP.ITM.Bebansekunder ,adalahbebanyangmerupakanbebansementarayangselaludiperhitungkandalamperhitunganteganganpadasetiapperencanaanjembatan.Yangtermasukbebansekunderadalah:1. Bebanangin.2. Gayaakibatperbedaansuhu.3. Gayaakibatrangkakdansusut.4. Gayaremdantraksi.5. Gaya-gayaakibatgempabumi.6. Gayagesekanpadatumpuan-tumpuanbergerak.Padaumumnyabebaninimengakibatkantegangan-teganganrelatiflebihkecildaritegangan-teganganakibatbebanprimerkecualigayaakibatgempabumidangayagesekanyangkadang-kadangmenentukandanbiasanyatergantungdaribentang,bahan,sistemkonstruksi,tipejembatansertakeadaansetempat.Bebankhusus ,adalahbebanyangmerupakanbeban-bebankhususuntukperhi-tunganteganganpadaperencanaanjembatan.Yangtermasukbebankhususadalahadalah:2. Gayasentrifugal.3. Gayatumbukpadajembatanlayang.4. Gayadanbebanselamapelaksanaan.5. Gayaaliranairdantumbukanbenda-bendahanyutan.Beban-bebandangaya-gayaselaindiatasperludiperhatikan,apabilahaltersebutmenyangkutkekhususanjembatan,antaralainsistemkonstruksidantipejembatansertakeadaansetempat,misalnyagayapratekan,gayaangkat (buoyancy), danlain-lain.Bebanmati ,adalahsemuabebantetapyangberasaldariberatsendirijembatanataubagianjembatanyangditinjau,termasuksegalaunsurtambahanyangdianggapmerupakansatukesatuantetapdengannya.Bebanhidup ,adalahsemuabebanyangberasaldariberatkendaraan-kendaraanbergerak/lalulintasdan/ataupejalankakiyangdianggapbekerjapadajembatan.Bebanmatiprimer ,adalahberatsendiridaripelatdansistemlainnyayangdipikullangsungolehmasing-masinggelagarjembatan.Bebanpelaksanaan ,adalahbebansementarayangmungkinbekerjapadabangunansecaramenyeluruhatausebagianselamapelaksanaan.Bebanmatisekunder ,beratkerb,trotoar,tiangsandarandanlain-lainyangdipasangsetelahpelatdicor.BebantersebutdianggapterbagiratadiseluruhgelagarBebanlalulintas ,adalahseluruhbebanhidup,arahvertikaldanhorisontal,akibataksikendaraanpadajembatantermasukhubungannyadenganpengaruhdinamis,tetapitidaktermasukakibattumbukan.Berat ,adalahmassadarisuatubendadikaligayagravitasiyangbekerjapadamassabendatersebut(kN).Berat=massax g ,denganpengertian g adalahpercepatanakibatgravitasiFaktorbeban ,adalahpengalinumerikyangdigunakanpadaaksinominaluntukmenghitung2 Modulkuliah STRUKTURBAJAII ,2012 Ir.ThamrinNasutionDepartemenTeknikSipil,FTSP.ITM.aksirencana.Faktorbebandiambiluntuk:-Adanyaperbedaanyangtidakdiinginkanpadabeban.-Ketidak-tepatandalammemperkirakanpengaruhpembebanan.-AdanyaperbedaanketepatandimensiyangdicapaidalampelaksanaanFaktorbebanbiasa ,digunakanapabilapengaruhdariaksirencanaadalahmengurangikeamanan.Faktorbebanterkurangi ,digunakanapabilapengaruhdariaksirencanaadalahmenambahkeamanan.Jangkawaktuaksi ,adalahperkiraanlamanyaaksibekerjadibandingkandenganumurrencanajembatan.Adaduamacamkatagorijangkawaktuyangdiketahui:- Aksi tetap adalah bekerja sepanjang waktu dan bersumber pada sifat bahan jembatancarajembatandibangundanbangunanlainyangmungkinmenempelpadajembatan.- Aksitransien(sementara)bekerjadenganwaktuyangpendek,walaupunmungkinterjadiseringkali.Lantaikendaraan ,adalahseluruhlebarbagianjembatanyangdigunakanuntukmenerimabebandarilalulintaskendaraan.BebannyadisebutBeban"T".Lajurlalulintas ,bagiandarilantaikendaraanyangdigunakanolehsuaturangkaiankendaraan.BebannyadisebutBeban"D".Lajurlalulintasrencana ,adalahstripdenganlebar2,75mdarijaluryangdigunakandimanapembebananlalulintasrencanabekerja.Lajurlalulintasbiasa ,lajuryangdiberimarkapadapermukaanuntukmengendalikanlalulintas.Lebarjalan ,adalahlebarkeseluruhandarijembatanyangdapatdigunakanolehkendaraan,termasuklajurlalulintasbiasa,bahuyangdiperkeras,markamediandanmarkayangberupastrip.Lebarjalanmembentangdarikerbyangdipertinggikekerbyanglainnya.Atauapabilakerbtidakdipertinggi,adalahdaripenghalangbagiandalamkepenghalanglainnya,atau L berdasarkangambar1.Profilruangbebasjembatan ,adalahukuranruangdengansyarattertentuyaitumeliputitinggibebasminimumjembatantertutup,lebarbebasjembatandantinggibebasminimumterhadapbanjir.Tipeaksi .Dalamhaltertentuaksibisameningkatkanrespontotaljembatan(mengurangikeamanan)padasalahsatubagianjembatan,tetapimengurangirespontotal(menambahkeamanan)padabagianlainnya.- Tak dapat dipisah-pisahkan, artinya aksi tidak dapat dipisah kedalam salah satu bagian yangmengurangikeamanandanbagianlainyangmenambahkeamanan(misalnyapembebanan"T").- Tersebar dimana bagian aksi yang mengurangi keamanan dapat diambil berbeda dengan bagianaksiyangmenambahkeamanan(misalnya,bebanmatitambahan).3 Modulkuliah STRUKTURBAJAII ,2012 Ir.ThamrinNasutionDepartemenTeknikSipil,FTSP.ITM.L=lebarjalanSandaranLantaikenderaanTrotoirLapisaspal S S S SGambar1:Potonganmelintangjembatan,Ladalahlebarjembatan.3.AksidanBebanTetap.a).BebanMati.Bebanmatijembatanterdiridariberatmasing-masingbagianstrukturaldanelemen-elemennon-struktural.Masing-masingberatelemeniniharusdianggapsebagaiaksiyangterintegrasipadawaktumenerapkan faktorbeban biasadanyangterkurangi.Beratisiuntukbebanmatidapatdilihatpadatabelberikut,3)Tabel1:Beratisiuntukbebanmati(kN/mBerat/SatuanIsi KerapatanMassaNo NamaBahan3) 3)(kN/m (kg/m1.CampuranAluminium 26,7 27202.Lapisanpermukaanberaspal 22,0 22403.Besituang 71,0 72004.Timbunantanahdipadatkan 17,2 17605.Kerikildipadatkan 18,822,7 192023206.Aspalbeton 22,0 22407.Betonringan 12,2519,6 125020008.Beton 22,025,0 224025609.Betonprategang 25,026,0 2560264010.Betonbertulang 23,525,5 2400260011.Timbal 111 1140012.Lempunglepas 12,5 128013.Batupasangan 23,5 240014.Neoprin 11,3 115015.Pasirkering 15,717,2 1600176016.Pasirbasah 18,018,8 1840192017.Lumpurlunak 17,2 176018.Baja 77,0 78504 Modulkuliah STRUKTURBAJAII ,2012 Ir.ThamrinNasutionDepartemenTeknikSipil,FTSP.ITM.19.Kayu(ringan) 7,8 80020.Kayu(keras) 11,0 112021.Airmurni 9,8 100022.Airgaram 10,0 102523.Besitempa 75,5 7680Sumber:RSNIT02-2005Faktorbebanuntukberatsendiri(bebanmati)diambilberdasarkanyangtercantumdalamtabelberikut,Tabel2:Faktorbebanuntukberatsendiri.FAKTORBEBANJANGKAJENISMATERIALS ;; MS ; U ;; MS ;WAKTUBiasa TerkurangiBaja,Aluminium 1,0 1,1 0,9Betonpracetak 1,0 1,2 0,85TETAPBetondicorditempat 1,0 1,3 0,75Kayu 1,0 1,4 0,70Sumber:RSNIT02-2005b).Bebanmatitambahan.Bebanmatitambahanadalahberatseluruhbahanyangmembentuksuatubebanpadajembatanyangmerupakanelemennonstruktural,danbesarnyadapatberubahselamaumurjembatan.c).Pelapisankembalipermukaanjembatan.Semuajembatanharusdirencanakanuntukbisamemikulbebantambahanyangberupaaspalbetonsetebal50mmuntukpelapisankembalidikemudianhari.d).Saranalainjembatan.Pengaruhdarialatpelengkapdansaranaumumyangditempatkanpadajembatanharusdihitungsetepatmungkin.Beratdaripipauntuksaluranairbersih,saluranairkotordanlain-lainnyaharusditinjaupadakeadaankosongdanpenuhsehinggakondisiyangpalingmembahayakandapatdiperhitungkan.Faktorbebanmatitambahandiambilberdasarkanyangtercantumdalamtabelberikut,Tabel3:faktorbebanuntukbebanmatitambahan.FAKTORBEBANJANGKAU ;; MA ;WAKTUS ;; MA ;Biasa TerkurangiKeadaanumum 1,0(1) 2,0 0,7TETAPKeadaankhusus 1,0 1,4 0,8Catatan(1)Faktorbebandayalayan1,3digunakanuntukberatutilitas.Sumber:RSNIT02-20055 Modulkuliah STRUKTURBAJAII ,2012 Ir.ThamrinNasutionDepartemenTeknikSipil,FTSP.ITM.4.BebanLaluLintas(BebanHidup).a).UmumBebanlalulintasuntukperencanaanjembatanterdiriatasbebanlajur"D"danbebantruk"T".Bebanlajur"D"bekerjapadaseluruhlebarjalurkendaraandanmenimbulkanpengaruhpadajembatanyangekuivalendengansuatuiring-iringankendaraanyangsebenarnya.Jumlahtotalbebanlajur"D"yangbekerjatergantungpadalebarjalurkendaraanitusendiri.Bebantruk"T"adalahsatukendaraanberatdengan3asyangditempatkanpadabeberapaposisidalamlajurlalulintasrencana.Tiapasterdiridariduabidangkontakpembebananyangdimaksudsebagaisimulasipengaruhrodakendaraanberat.Hanyasatutruk"T"diterapkanperlajurlalulintasrencana.Secaraumum,beban"D"akanmenjadibebanpenentudalamperhitunganjembatanyangmempunyaibentangsedangsampaipanjang,sedangkanbeban"T"digunakanuntukbentangpendekdanlantaikendaraan.b).LajurLaluLintasRencana.LajurlalulintasRencanaharusmempunyailebar2,75m,disusunsejajardengansumbumemanjangjembatan..JumlahmaksimumlajurlalulintasyangdigunakanuntukberbagailebarjembatanbisadilihatdalamTabel4berikut,Tabel4:JumlahLajurlaluLintasRencana.JumlahLajurLaluLintasTipeJembatan(1) LebarJalurKenderaan(m)(2)Rencana(n1)SatuLajur 4,05,0 15,58,25 2(3)Duaarah,tanpamedian11,315,0 48,2511,25 311,315,0 4Banyakarah15,118,75 518,822,5 6CATATAN(1):Untukjembatantipelain,jumlahlajurlalulintasrencanaharusditentukanolehInstansiyangberwenang.CATATAN(2):Lebarjalurkendaraanadalahjarakminimumantarakerbataurintanganuntuksatuarahataujarakantarakerb/rintangan/mediandenganmedianuntukbanyakarah.CATATAN(3):Lebarminimumyangamanuntukdua-lajurkendaraanadalah6.0m.Lebarjembatanantara5,0msampai6,0mharusdihindariolehkarenahaliniakanmemberikankesankepadapengemudiseolah-olahmemungkinkanuntukmenyiap.Sumber:RSNIT02-2005c).BebanD.Bebanlajur"D"terdiridaribebantersebarmerata(BTR) q yangdigabungdenganbebangaris(BGT) p sepertiterlihatdalamgambar(2).Bebanterbagirata(BTR)mempunyaiintensitas q kPa,dimanabesarnya q tergantungpadapanjangtotalyangdibebani L sepertiberikut:L = 30 m : q =9,0kPa.L >30m: q =9,0{0,5+15/L}kPa.6 Modulkuliah STRUKTURBAJAII ,2012 Ir.ThamrinNasutionDepartemenTeknikSipil,FTSP.ITM.Dimana,q adalahintensitasbebanterbagirata(BTR)dalamarahmemanjangjembatan.L adalahpanjangtotaljembatanyangdibebani(meter).2.1kPa=0,001MPa=0,01kg/cmBebangarisBGTIntensitas p kN/moArahlalulintas90Intensitas qkPaBebantersebarmerataBTRGambar2:BebanlajurD.Hubunganantarapanjangbentangyangdibebanidenganintensitasbeban q dapatdilihatpadagambarberikut,109)8aP7(k6qs5ait4sn3teIn2100 10 20 30 40 50 60 70 80 90100Panjangdibebani(m)Gambar3:Besarintensitasbebanberdasarkanpanjangbentangyangdibebani.Bebangaris(BGT)denganintensitas p kN/mharusditempatkantegaklurusterhadaparahlalulintaspadajembatan.Besarnyaintensitas p adalah49,0kN/m,lihatgambar(2)diatas.d).Susunanbeban D padaarahmemanjangjembatan.Padastrukturjembatanyangterletakdiatasbanyakperletakan(gelagarmenerus),susunanbeban D dapatdilakukanberselang-selinguntukmendapatkangayalintang,momendanreaksidalamkeadaanmaksimum,lihatgambar(4).d1).Momenlenturpositipmaksimum,bentang1,3dan5? Untukmomenlenturmaksimumdibentang1,tempatkanBGTdibentang1,ambilL=pengaruhterburukdariS1,S1+S3atauS1+S3+S5.7 Modulkuliah STRUKTURBAJAII ,2012 Ir.ThamrinNasutionDepartemenTeknikSipil,FTSP.ITM.? Untukmomenlenturmaksimumdibentang3,tempatkanBGTdibentang3,ambilL=pengaruhterburukdariS1,S1+S2atauS1+S2+S3.? Untukmomenlenturmaksimumdibentang5,tempatkanBGTdibentang5,ambilL=pengaruhterburukdariS1,S1+S2atauS1+S2+S3.BGTBGTBGTBTRBTRBTR S1 S2 S3 S4 S5Gambar4.a.:Momenlenturpositippadalapangan1,3dan5.d2).Momenlenturpositipmaksimum,bentang2dan4? Untukmomenlenturmaksimumdibentang2,tempatkanBGTdibentang2dan3,ambilL=pengaruhterburukdariS2,atauS2+S4.? Untukmomenlenturmaksimumdibentang4,tempatkanBGTdibentang4,ambilL=pengaruhterburukdariS4,atauS2+S4.BGT BGTBTR BTR S3 S4S1 S2 S5Gambar4.b.:Momenlenturpositippadalapangan2dan4.d3).Momenlenturnegatipmaksimumpadapilar.? Untukmomenlenturmaksimumdipilar2,tempatkanBGTdibentang2dan3,ambilL=pengaruhterburukdariS2+S3,atauS2+S3+S5.BGT BGTBTRBTR 12 43S3 S4S1 S2 S5Gambar4.c.:Momenlenturnegatipmaksimumpadapilar2.e).Penyebaranbeban D padaarahmelintangjembatan.Beban"D"harusdisusunpadaarahmelintangsedemikianrupasehinggamenimbulkanmomenmaksimum.Penyusunankomponen-komponenBTRdanBGTdari8 Modulkuliah STRUKTURBAJAII ,2012 Ir.ThamrinNasutionDepartemenTeknikSipil,FTSP.ITM.beban"D"padaarahmelintangharussama.Penempatanbebaninidilakukandenganketentuansebagaiberikut:e1).Bilalebarjalurkendaraanjembatankurangatausamadengan5,5m,makabeban"D"harusditempatkanpadaseluruhjalurdenganintensitas100%.e2).Apabilalebarjalurlebihbesardari5,5m,beban"D"harusditempatkanpadajumlahlajurlalulintasrencana(nl)yangberdekatan,tabel(4),denganintensitas100%.Hasilnyaadalahbebangarisekuivalensebesarnlx2,75 q kN/mdanbebanterpusatekuivalensebesarnlx2,75 p kN,kedua-duanyabekerjaberupa strip padajalurselebarnlx2,75m.e3).Lajurlalulintasrencanayangmembentukstripinibisaditempatkandimanasajapadajalurjembatan.Beban"D"tambahanharusditempatkanpadaseluruhlebarsisadarijalurdenganintensitassebesar50%.Susunanpembebananinibisadilihatdalamgambar(5)berikut,LSandaran Lebarlalulintas30meter; q =9,0{0,5+15/L}kPa.BTR q =9,0{0,5+15/75}kPa=6,30kPa=0,0063MPax(1375mm)=8,663N/mm=8,663kN/m.BGT, p =49kN/mx1,375m=67,375kN.BGTBTRBTRBTR S3 S5S2S1 S4Gambar7.(c):Penempatanbeban D padaarahmemanjangjembatan,kondisi(3).DenganSAP2000diperolehmomenlapangan1,ML1=928,98kN.mDari3kondisipembebanan,yangpalingmenentukanadalahkondisi(1),denganmomenlapangan(1)sebesar,ML1=1096,25kN.mf).Faktorbeban D .Faktorbeban D denganjangkawaktutransien(sementara)dapatdilihatpadatabelberikut,Tabel5:Faktorbebanakibatbebanlajur D .FAKTORBEBANJANGKAKondisiService(layan) KondisiUltimate(batas)WAKTUS ;; TD ; U ;; TD ;Transien 1,0 1,8Sumber:RSNIT-02-2005g).PembebananTruk T Pembebanantruk"T"terdiridarikendaraantruksemi-traileryangmempunyaisusunandanberatassepertiterlihatdalamgambar8berikut.Beratdarimasing-masingasdisebarkanmenjadi2bebanmeratasamabesaryangmerupakanbidangkontakantararodadenganpermukaanlantai.Jarakantara2astersebutbisadiubah-ubahantara4,0msampai9,0muntukmendapatkanpengaruhterbesarpadaarahmemanjangjembatan.h).Posisidanpenyebaranpembebanantruk"T"dalamarahmelintangjembatan.Terlepasdaripanjangjembatanataususunanbentang,hanyaadasatukendaraantruk"T"yangbisaditempatkanpadasatulajurlalulintasrencana.Kendaraantruk"T"iniharusditempatkanditengah-tengahlajurlalulintasrencanasepertiterlihatdalamgambar(8).11