34

Perancangan Struktur Atas Jembatan Busur Baja Tipe

Tied Arch Bridge Bentang 60 M

(Studi Kasus: Jembatan Kali Putih, Magelang)

Budi Setiawan1, a, Algazt Aryad Masagala2, b 1,2Program Studi Teknik Sipil, Universitas Teknologi Yogyakarta

aEmail: setiawanbudi.2698@gmail.com, bEmail: algazt.masagala@.uty.ac.id

Abstrak

Jembatan merupakan suatu konstruksi yang berguna menunjang sarana transportasi sebagai

penghubung antara kedua sisi jalan yang terputus karena rintangan dibawahnya. Jembatan existing

Kali Putih berada di ruas jalan Srumbung-Jurangjero merupakan jembatan tipe Truss A-60 dengan

bentang 60 meter, lebar 9,4 meter, dan tinggi rangka 6,4 meter. Jembatan existing rangka baja

dibangun pada tahun 2019 dimana merupakan penggantian dari jembatan lama berstruktur girder.

Jembatan Kali Putih direncanakan ulang menggunakan jembatan busur baja tipe Tied Arch Bridge

dengan dimensi panjang serta lebar jembatan yang sama.

Tujuan dari penelitian ini untuk memperoleh hasil analisis struktur jembatan busur baja tipe

Tied Arch Bridge, peraturan perancangan yang digunakan mengacu pada SNI 1725-2016 tentang

Pembebanan Jembatan, SNI 2833-2016 tentang Perencanaan Jembatan Terhadap Beban Gempa,

RSNI T-03-2005 tentang Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan, serta peraturan lain yang

berkaitan dengan perencanaan jembatan busur baja. Dalam perencanaan ulang digunakan software

SAP 2000 v.14 untuk analisa struktur serta software AutoCad 2013 untuk penggambaran DED.

Didapatkan komponen struktur utama menggunakan material baja BJ 55 dengan tegangan leleh fy

410 MPa serta tegangan putus fu 550 MPa, sedangkan perencanaan slab lantai jembatan

menggunakan material beton fc’ 25 MPa.

Dari hasil perencanaan ulang Jembatan Kali Putih menggunakan jembatan busur baja tipe

Tied Arch Bridge didapatkan dimensi profil baja arch rib dan chord tie beam BOX 1200.500.20.20,

profil baja top bracing BOX 300.150.10.10, profil baja end cross girder IWF 700.300.13.24, profil

baja cross girder IWF 900.300.16.28, profil baja stringers IWF 450.200.9.14, profil baja wind

bracing IWF 200.200.8.12, dimensi hanger Ø40 mm, plat lantai kendaraan komposit tebal 20 cm

dengan tulangan pokok Ø16-150 dan tulangan bagi Ø13-150, serta sambungan menggunakan baut

mutu tinggi A-325. Didapatkan nilai lendutan terbesar berada di tengah bentang sebesar 0,057 m

kurang dari lendutan ijin sebesar 0,075 m.

Kata Kunci : Jembatan, Perencanaan Ulang, Tied Arch Bridge.

Pendahuluan

Latar Belakang

Jembatan existing Kali Putih yang berada di ruas jalan Srumbung-Jurangjero merupakan

jembatan Truss tipe A-60 dengan bentang 60 meter, lebar 9,4 meter, dan tinggi rangka jembatan 6,4

meter. Jembatan existing rangka baja dibangun pada tahun 2019 dimana merupakan penggantian dari

jembatan lama berstruktur girder, berlandaskan kasus tersebut penulis mencoba melakukan analisis

perancangan jembatan baru dengan bentuk yang berbeda untuk menambah variasi tipe jembatan yang

dapat digunakan.

Dipilihnya jembatan busur baja karena dianggap lebih efektif untuk bentang menengah, selain

itu jembatan busur memiliki vertical clearance lebih tinggi dibandingkan jembatan rangka baja tipe

truss. Adapun pemberian bentuk busur dimaksudkan untuk mengurangi momen lentur pada jembatan

sehingga penggunaan bahan lebih efisien dibandingkan gelagar paralel, selain itu dari segi arsitektural

jembatan busur memiliki nilai artistik dan dapat memberi kesan monumental karena masih belum

35

banyak perencanaan jembatan di Indonesia yang menggunakan tipe tersebut sehingga dapat menjadi

ikon dari suatu daerah dimana jembatan itu berada.

Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas timbul permasalahan, adapun rumusan masalah dalam analisa ini

adalah:

a. Bagaimana hasil perencanaan ulang struktur atas Jembatan Kali Putih menggunakan sistem

jembatan busur baja tipe Tied Arch Bridge ?

b. Berapa nilai lendutan maksimum jembatan Kali Putih menggunakan sistem jembatan busur baja

tipe Tied Arch Bridge ?

Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah yang didapat pada perancangan ulang Jembatan Kali Putih, maka

tujuan penelitian yang dituju adalah:

a. Mengetahui hasil perencanaan ulang struktur atas Jembatan Kali Putih menggunakan sistem

jembatan busur baja tipe Tied Arch Bridge.

b. Mengetahui nilai lendutan maksimum jembatan Kali Putih menggunakan sistem jembatan busur

baja tipe Tied Arch Bridge.

Tinjauan Pustaka

Jembatan busur pada dasarnya memiliki struktur utama berbentuk lengkung yang ditopang oleh

abutment dikedua sisinya, desain pelengkung secara alami akan mengalihkan beban yang diterima

lantai kendaraan jembatan menuju abutment. Setiap memikul beban baik beban mati maupun hidup,

keseluruhan bagian rangka pelengkung menerima gaya tekan oleh karena itu material yang digunakan

harus solid dan kuat gaya tekan yang diterima oleh pelengkung juga bervariasi yaitu tergantung

bentang, beban yang dipikul, serta sudut kelengkungan.

Landasan Teori

Jembatan busur tipe Tied Arch Bridge memiliki elemen horizontal pada bagian dasarnya yang

disebut balok pengikat atau tension tie sekaligus berfungsi sebagai deck jembatan, fungsi utama dari

balok pengikat ini menerima gaya tarik yang terjadi pada struktur dan menyalurkanya pada kedua sisi

perletakan. Struktur utama yang berbentuk pelengkung memiliki fungsi utama menerima gaya tekan

yang disalurkan melalui hanger akibat beban dari elemen struktur dibawahnya.

Pembebanan Jembatan

Jembatan harus direncanakan sesuai dengan keadaan batas yang disyaratkan untuk mencapai

target pembangunan, keamanan, dan aspek layan, dengan memperhatikan kemudahan inspeksi, faktor

ekonomi, dan estetika. Standar ini menetapkan persyaratan minimum untuk pembebanan beserta

batasan penggunaan setiap beban, faktor beban dan kombinasi pembebanan yang digunakan untuk

perencanaan jembatan jalan raya.

Beban Mati

Beban mati adalah beban yang terdiri dari berat masing-masing bagian struktural dan elemen-

elemen non-strukturalnya. Masing-masing berat elemen ini harus dianggap sebagai aksi yang

terintegrasi pada waktu menetapkan faktor beban biasa dan yang terkurangi. Besar beban mati

jembatan dipengaruhi oleh bahan yang digunakan sebagai elemen jembatan.

Berat Sendiri (MS)

Berat sendiri (MS) adalah berat bagian struktur jembatan itu sendiri dan elemen-elemen

struktural lain yang dipikulnya, beberapa faktor beban yang termasuk dalam hal ini adalah berat bahan

dari bagian jembatan yang merupakan elemen struktural utama ditambah dengan berbagai elemen

non-struktural yang dianggap tetap. Faktor beban untuk beban sendiri pada jembatan dapat dilihat

pada tabel yang tertera.

36

Tabel 1. Faktor beban untuk berat sendiri

Tipe

beban

Faktor beban (γMS)

Keadaan Batas Layan (γsMS) Keadaan Batas Ultimit (γu

MS)

Bahan Biasa Terkurangi

Tetap

Baja 1,00 1,10 0,90

Alumunium 1,00 1,10 0,90

Beton dicor di tempat 1,00 1,30 0,75 (Sumber: SNI 1725:2016, Pasal 7.2 hal 14)

Beban Mati Tambahan/Utilitas (MA)

Beban Mati Tambahan (MA) adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu beban pada

jembatan yang merupakan elemen non-struktural dan besarnya dapat berubah selama umur jembatan.

Yang termasuk beban mati tambahan adalah beban pelapisan ulang aspal, sarana lain yang menjadi

pelengkap jembatan seperti pipa saluran air, railing, light, serta sarana pelengkap lainya.

Tabel 2. Faktor beban untuk beban mati tambahan

Tipe

beban

Faktor beban (γMA)

Keadaan Batas Layan (γsMA) Keadaan Batas Ultimit (γu

MA)

Keadaan Biasa Terkurangi

Tetap Umum 1,00(1) 2,00 0,70

Khusus (terawasi) 1,00 1,40 0,80

Catatan(1) : faktor beban layan 1,3 digunakan untuk beban utilitas

(Sumber: SNI 1725:2016, Pasal 7.3 hal 14)

Beban Lajur “D”

Beban lajur “D” terdiri dari beban tersebar merata (BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

seperti yang tergambar dalam gambar 1.

Gambar 1. Beban Lajur “D”

(Sumber: SNI 1725:2016 pasal 8.3.1)

a. Beban Terbagi Rata (BTR)

Mempunyai intensitas q kPa, dimana besarnya q tergantung pada panjang total yang dibebani L

seperti berikut:

L ≤ 30 m : q = 9,0 kPa............................................................................................................(1)

L ≥ 30 m : q = 8,0 (0.5 + 15

𝐿) kPa .............................................................................................(2)

Dengan pengertian q adalah intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan,

sedangkan L adalah panjang total jembatan antar as yang dibebani (meter).

b. Beban Garis (BGT)

Merupakan beban dengan intensitas p kN/m harus ditempatkan tegak lurus terhadap lalu lintas

jembatan. besar intensitas p = 49 kN/m. Untuk mendapatkan momen lentur negatif maksimum

jembatan menerus, BGT kedua indentik harus ditempatkan pada posisi dalam dengan arah

melintang jembatan pada bentang lainnya.

Beban Truk (T)

Selain beban “D” terdapat beban lalu lintas lainya yaitu beban truk “T”. Beban truk “T” tidak

dapat digunakan bersamaan dengan beban “D”. Beban truk dapat digunakan untuk perhitungan

struktur lantai. Pembebanan truk “T” terdiri atas kendaraan truk semi-trailer yang mempunyai

37

susunan dan berat gandar disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang merupakan bidang

kontak antara roda dengan permukaan lantai. Jarak antar 2 gandar bisa berubah dari 4,0 meter sampai

9,0 meter untuk mendapatkan pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan.

Tabel 3. Faktor beban untuk beban “T”

Tipe

Beban

Jembatan

Faktor beban

Keadaan Batas Layan Keadaan Batas

Ultimit

Beton 1,00 1,80

Baja 1,00 2,00

(Sumber: SNI 1725:2016 Pasal 8.4 hal 41)

Gambar 2. Distribusi Trailer “T” 500 kN

(Sumber: SNI 1725-2016 Pasal 8.4.1 hal 41)

Pembebanan Untuk Pejalan Kaki (TP)

Trotoar yang memiliki lebar lebih dari 60 cm harus direncanakan untuk memikul beban dengan

intensitas 5 kPa dan dianggap bekerja secara bersamaan dengan beban kendaraan pada tiap lajur.

Jembatan pejalan kaki dan trotoar harus direncanakan dapat memikul beban per m² dari luas yang

dibebani.

Gaya Rem (TB)

Gaya rem harus ditempatkan di semua lajur rencana yang dimuati berisi lalu lintas dengan arah

yang sama, gaya ini diasumsukan bekerja secara horizontal pada jarak 1,8 m diatas permukaan jalan

pada masing-masing arah longitudinal dan dipilih yang paling menentukan. Gaya rem diambil yang

terbesar dari 25% berat gandar truk desain atau 5% berat truk rencana ditambah dengan beban lajur

terbagi rata atau BTR.

Beban Angin

Tekanan angin yang diasumsikan disebabkan oleh angin rencana dengan kecepatan dasar (VB)

sebesar 90 hingga 126 km/jam. Perencana dapat menggunakan kecepatan rencana dasar yang berbeda

untuk kombinasi pembebanan yang tidak melibatkan kondisi beban angin yang bekerja pada

kendaraan. Arah angin rencana harus diasumsikan horizontal. Tekanan angin rencana dapat

ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:

𝑃𝐷 = 𝑃𝐵 (𝑉𝐷𝑍

𝑉𝐵)

2

Dengan,

PB : Tekanan angin dasar

VDZ : Kecepatan angin rencana pada elevasi rencana

VB : Kecepatan angin 90 hingga 126 km/jam pada elevasi 1000 mm

38

Tabel 4. Tekanan angin dasar

Komponen bangunan atas Angin tekan (MPa) Angin hisap (MPa)

Rangka, kolom, dan

pelengkung 0,0024 0,0012

Balok 0,0024 N/A

Permukaan datar 0,0019 N/A (Sumber: SNI 1725:2016, Pasal 9.6 hal 56)

Beban Gempa

Perencanaan beban gempa dalam pembebanan jembatan yang digunakan mengacu pada

peraturan yang dibuat Badan Standarisasi Nasional (SNI 2833:2016 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa Untuk Jembatan). Prosedur analisis yang digunakan tergantung dari beberapa kriteria yang

terkait dengan tipe dan jenis jembatan yang akan dianalisis.

Faktor Beban dan Kombinasi Pembebanan

Gaya total terfaktor yang digunakan dalam perencanaan harus dihitung dengan menggunakan

persamaan sebagai berikut:

𝑄 = ∑ 𝜂𝑖𝛾𝑖𝑄𝑖

Dengan,

η1 = faktor pengubah respon

γi = faktor beban

Qi = gaya atau beban yang bekerja pada jembatan

Persyaratan Bahan Untuk Struktur Jembatan Rangka Baja

Penggunaan bahan untuk elemen struktur jembatan harus memenuhi persyaratan mutu yang

diisyaratkan di dalam peraturan standar yang dikeluarkan oleh instansi yang berwenang.

Tabel 5. Sifat Mekanis Baja Struktural

Jenis

Baja

Tegangan mutu

minimum, fu (MPa)

Tegangan leleh

minimum, fy

(MPa)

Peregangan

minimum

(%)

BJ 34 340 210 22

BJ 37 370 240 20

BJ 41 410 250 18

BJ 50 500 290 16

BJ 55 550 410 13 (Sumber: RSNI T-03-2005, Pasal 4.4.1)

Sifat-sifat mekanis baja struktural lainnya untuk maksud perencanaan ditetapkan sebagai berikut:

Modulus elastisitas (E) = 200.000 MPa

Modulus geser (G) = 80.000 MPa

Angka poissonc (μ) = 0,3

Koefisien pemuaian (α) = 12 x 10-6 per ⁰C

Komponen Struktur Jembatan Busur Baja

Struktur Busur

a. Tinggi busur 1

6≤

𝑓

𝐿≤

1

5 ....................................................................................................................(3)

b. Lebar jembatan 𝑏

𝐿≤

1

20 .....................................................................................................................(4)

c. Tinggi efektif

Perhitungan tinggi efektif dapat dihitung menggunakan rumus parabola sebagai berikut:

39

𝑌 =4𝑓𝑥(𝐿−𝑥)

𝐿² ...................................................................................................................(5)

Dengan:

f : tinggi lengkung busur

t : tinggi tampang busur

b : lebar jembatan antar perletakan

x : jarak tertentu yang diukur dari tumpuan ke lapangan

L : panjang total jembatan antar perletakan

Komponen Struktur Tarik

Terdapat 2 macam kondisi keruntuhan

Leleh : ØTn = 0,9 x Ag x Fy .......................................................................................(6)

Fraktur : ØTn = 0,75 x An x U x Fu ..............................................................................(7)

Geser blok:

a. Geser leleh – tarik fraktur (Fu x Ant > 0,6 x Fu x Anv)

ØTn : 0,75 x (Fu x Ant > 0,6 x Fu x Anv) .................................................................(8)

b. Geser fraktur – tarik leleh (Fu x Ant x < 0,6 x Fu x Anv)

ØTn : 0,75 x (0,6 x Fu x Anv......................................................................................(9)

Dengan:

Tn : tahanan nominal (Newton),

Ag : luas penampang kotor (mm²)

Fy : tegangan leleh (MPa)

An : luas netto penampang (mm²)

Fu : tegangan putus (MPa)

Agv : luas kotor akibat geser

Anv : luas bersih akibat geser

Agt : luas kotor akibat tarik

Ant : luas bersih akibat tarik

Komponen Struktur Tekan

Syarat desain komponen struktur tekan:

Nu < Øc x Nn ...............................................................................................................(10)

Dengan:

Ø : 0,85

Nu : beban terfaktor

Nn : kuat tekan nominal komponen struktur

Daya dukung nominal:

Nn : Ag x Fcr = Ag x (Fy)/ω ...................................................................................(11)

Dengan besarnya ω ditentukan oleh λc, yaitu:

Untuk λc < 0,25 maka ω = 1

Untuk 0,25 < λc < 1,2 maka ω = 1,34 / (1,67-0.67 λc)

Untuk λc > 1,2 maka ω = 1,25 2 ×λc²

kuat tekan nominal komponen struktur = Ag x Fcr ..............................................................(12)

λc : (λ)/π.√(f_y/E) .......................................................................................................(13)

λc : parameter kelangsingan batang tekan

Kabel Penggantung (Hanger)

b. Gaya (P) yang digunakan dalam perhitungan diameter penampang (A) pada hanger adalah:

P = qtotal x 1/n + berat sendiri kabel .............................................................(14)

Dimana,

qtotal : qLL+qDL .....................................................................................................(15)

l : bentang utama (main span)

n : jumlah section ditambah berat sendiri kabel

40

c. Menghitung luas strand (Aps) yang dibutuhkan pada kabel jembatan busur dapat dihitung

menggunakan persamaan:

Aps = p/fps .........................................................................................................(16)

Dengan,

Fps = 0,74 x fpu .................................................................................................(17)

Dimana,

P : tegangan maksimum setiap kabel

fpu : tegangan ultimate kabel

d. Menghitung jumlah kabel strand yang diperlukan menggunakan rumus:

n = Aps/As .....................................................................................................(18)

Dimana,

n : jumlah kabel strand

Aps : luas strand yang dibutuhkan

As : luas strand tiap kabel

Perhitungan Sambungan

Tabel 6. Spesifikasi Baut

Baut Mutu db (mm) Proof Stress

(MPa)

Kuat Tarik

Min Fu(MPa)

A307 Normal 6,35 - 10,4 - 60

A325 Tinggi 12,7 – 25,4 585 825

28,6 - 36,1 510 725

A490 Tinggi 12,7 – 38,1 825 1035 (Sumber: RSNI-T-03-2005-perencanaan struktur baja untuk jembatan)

Tahanan baut:

Geser øRn : ø x m x r1 x Fub x Ab .............................................................................(19)

Tumpu øRn : ø x 2,4 x db x tp x Fu ..............................................................................(20)

Tarik øRn : ø x Fub x Ab ...........................................................................................(21)

Pu : 1,2Pdi + 1,6Pll .........................................................................................(22)

Dengan:

Ø : faktor reduksi = 0,75,

Rn : kuat nominal baut (kg),

Fub : kuat tarik baut = 825 MPa (untuk baut mutu tinggi jenis A325),

M : jumlah bidang geser,

Ab : luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir (mm2),

P : gaya yang bekerja pada profil (N),

n : jumlah baut,

r1 : 0,50 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser,

r1 : 0,40 untuk baut dengan ulir pada bidang geser

Metode Penelitian

Perencanaan ulang jembatan busur baja tipe Tied Arch Bridge merupakan proses redesign dari

jembatan truss rangka baja tipe A-60 yang berlokasi di ruas jalan Srumbung – Jurangjero, Kabupaten

Magelang, Provinsi Jawa Tengah. Analisa perencanaan ulang hanya meninjau struktur atas dan

dilakukan dengan program bantu SAP 2000 v.14 untuk mempermudah proses analisis serta

mengetahui kinerja struktur jembatan yang direncanakan, serta program AutoCad 2013 untuk

penggambaran DED. Bagan alir perencanaan dapat dilihat pada Gambar 3 sebagai berikut:

41

Gambar 3. Diagram Alir Penelitian

Hasil dan Pembahasan

Perhitungan Pembebanan

a. Beban Tetap

Merupakan beban yang berasal dari berat jembatan sendiri dan sudah didefinisikan langsung

oleh program SAP 2000.

b. Beban Mati Tambahan

Beban mati yang berasal dari bagian jembatan yang sifatnya bisa dihilangkan atau sementara

disebut beban mati tambahan.

Tabel 7. Spesifikasi Baut

No Jenis Beban Mati

Tambahan

Tebal

(m)

W

(kN/m3)

Berat

(kN//m2)

1 Lap. Aspal &

overlay 0,05 22 1,10

2 Railing, light, dll 0,1 0,10

3 Air Hujan 0,05 10 0,50

W.ma 1,70

(Sumber: Hasil Analisis, 2020)

42

c. Beban Lajur

Beban kendaraan yang berupa beban lajur (D) terdiri dari beban terbagi rata (Uniformly

Distributed Load) UDL dan beban garis (Knife Edge Load) KEL. UDL mempunyai intensitas

q (kPa) yang besarnya bergantung pada panjang bentang L yang dibebani lalu-lintas.

Berdasarkan SNI 1725:2016 pasal 8.3.1 memiliki rumus sebagai berikut:

q = 9,0 kPa untuk L ≤ 30 m

q = 9,0 (0,5 + 15/L)kPa untuk L > 30 m

Gambar 4. Distribusi Beban Lajur “D” (Sumber: SNI 1725-2016, Hal. 39)

Bentang > 30 m

L = 60 m ; maka:

q = 9,0 (0,5 + 15/60)

= 6,75 kN/m

KEL mempunyai intensitas:

P = 49 kN/m

Faktor beban dinamis (Dinamic Load Allowance) untuk KEL diambil sebagai berikut:

DLA = 0,4 untuk L ≤ 50 m

DLA = 0,4 – 0,0025 (L – 50)

DLA = 0,3 untuk L > 90 m

Jarak antar gelagar

s = 1,1 m

L = 60 m ; maka:

DLA = 0,4 – 0,0025 (60 – 50)

DLA = 0,375

Q TD = q . s

= 7,425 kN/m

P TD = (1 + DLA) p . s

= 74,113 kN

d. Beban Kendaraan

Beban kendaraan yang diperhitungkan adalah truk. Sesuai SNI 1725-2016 pasal 8.4.1

As roda depan = 50 kN

As roda tengah = 225 kN

As roda belakang = 225 kN

e. Gaya Rem

Pengaruh pengereman dari lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang, dan

dianggap bekerja pada jarak 1,80 m di atas lantai jembatan.

H TB = 250 untuk L ≤ 80 m

H TB = 250 + 2,5 (L – 80)

H TB = 500 untuk L > 180 m

Gambar 5. Distribusi Gaya Rem (Sumber: SNI 1725-2016, Hal. 41)

43

Gaya rem dengan 9 buah stringers/segmen dengan total 13 joint pada area deck

TB/n = 250/9 = 27,78 kN

TB/joint = 27,78/13 = 2,14 kN

f. Beban Pejalan Kaki

Berdasarkan SNI 1725:2016 pasal 8.9 trotoar direncanakan dengan intensitas 5 kPa.

g. Beban Angin

Tekanan angin yang diasumsikan disebabkan oleh angin rencana dengan kecepatan dasar (VB)

sebesar 90 hingga 126 km/jam Berdasarkan SNI 1725:2016 pasal 9.6

VDZ = 2,5 x Vo (V10/VB) ln (Z/Z0)

VDZ = 101,31 km/jam

Angin Tekan

PD = PB (VDZ/VB)²

PD = 3,04 kN/m < 4,4 kN/m

Beban angin disyaratkan tidak boleh kurang dari 4,4 kN/m, span 60 meter sehingga beban angin

tekan tiap joint sebesar:

EWs.L = 264 kN

Perjoint = 11 kN

Angin Hisap

PD = PB (VDZ/VB)²

PD = 3,04 kN/m < 4,4 kN/m

Beban angin Hisap disyaratkan tidak boleh kurang dari 2,2 kN/m, span 60 meter sehingga beban

angin tekan tiap joint sebesar:

EWs.L = 132 kN

Perjoint = 5,5 kN

h. Beban Gempa

Perhitungan gempa berdasarkan SNI 2833-2016. Perhitungan gempa secara statik ekivalen.

Lokasi = Magelang (Tanah Keras/SC)

As = FPGA x PGA = 0,312 g

SDS = Fa x Ss = 0,625 g

SD1 = Fv x S1 = 0,412 g

Waktu getar alami struktur (T)

Ts = SD1/ SDS = 0,660 s

T0 = 0,2 Ts = 0,132 s

T = 0,69428 s (Periode pada SAP)

Ketentuan

T < To; Csm = (SDS – As) (T/To) + As

To ≤ T ≤ Ts; Csm = SDS

T > TS; Csm = SD1/T

Didapat T = 0,69428 s > Ts = 0,660 s dengan berat struktur (Wt) 4679,085 kN

EQ = (Csm/R) x Wt

= 1853,357 kN

i. Kombiasi Pembebanan

Kombinasi beban adalah penjumlahan jenis beban kerja yang diperkirakan dapat berkerja

bersamaan dengan jenis beban lain dalam waktu yang sama. Kombinasi beban yang digunakan

untuk analisis struktur Jembatan (Sumber: SNI 1725-2016)

Analisis Struktur

Proses analisis struktur menggunakan program SAP2000 akan menghasilkan output data yang

diantaranya berupa gaya dalam elemen struktur dan nilai lendutan yang terjadi.

44

Tabel 8. Gaya Dalam Maksimal

No Nama Elemen Struktur Aksial Tekan, Nu

Aksial Tarik,

Tu

Momen Gaya Geser

(kN/m) (kN)

(kN) (kN) Mu+ Mu- Vu+ Vu-

1 Arch Rib

4862.08 88.33 1267.43 -189.91 239.66 -239.66 BOX 1200.500.20.20

2 Chord Tie Beam

0.00 0.00 615.91 -1266.89 357.37 -357.37 BOX 1200.500.20.20

3 Top Bracing

23.84 118.55 16.37 -18.76 7.47 -7.47 BOX 300.150.10.10

4 End Cross Girder

0.00 0.00 462.00 -367.83 325.63 -325.63 IWF 700.300.13.24

5 Cross Girder

0.00 0.00 1042.64 -161.03 625.03 -625.03 IWF 900.300.16.28

6 Stringers

0.00 0.00 196.43 -95.10 184.11 -184.11 IWF 450.200.9.14

7 Wind Bracing

192.41 84.18 6.64 -9.61 4.35 -4.06 IWF 200.200.8.12

8 Hanger

24.11 503.90 0.37 -0.74 0.35 -0.35 cable Ø40 mm

(Sumber: Hasil Analisis, 2019)

Evaluasi Struktur

Tabel 9. Hasil Evaluasi Gaya Aksial

Nama Elemen Struktur Aksial tekan, Nu (kN) Aksial tarik,

Tu (kN)

Tahanan tekan,

ϕ Nn (kN)

Tahanan tarik ϕ

Tn (kN) Ket.

Arch Rib

BOX 1200.500.20.20 4862,08 88,33 22123,40 24501,60 Aman

Chord Tie Beam

BOX 1200.500.20.20 0,00 0,00 22268,33 24501,60 Aman

Top Bracing

BOX 300.150.10.10 23,84 118,55 621,84 1676,36 Aman

End Cross Girder

IWF 700.300.13.24 0,00 0,00 1635,08 7951,95 Aman

Cross Girder

IWF 900.300.16.28 0,00 0,00 2240,77 11431,62 Aman

Stringers

IWF 450.200.9.14 0,00 0,00 1004,75 3570,44 Aman

Wind Bracing

IWF 200.200.8.12 192,41 84,18 204,30 2343,89 Aman

(Sumber: Hasil Analisis, 2019)

Tabel 10. Hasil Evaluasi Momen dan Gaya Geser Nama Elemen

Struktur

MomenUltimit

Mu (kN)

Tahanan Momen Nominal

ϕ Mn (kN)

Gaya Geser

Vu (kN)

Tahanan Gaya Geser

ϕ Vn (kN) Ket.

Arch Rib

BOX 1200.500.20.20 1267,43 13189,54 239,66 9367,68 Aman

Chord Tie Beam

BOX 1200.500.20.20 615,91 13189,54 357,37 9367,68 Aman

Top Bracing

BOX 300.150.10.10 161,37 434,682 7,47 1087,32 Aman

End Cross Girder

IWF 700.300.13.24 462,00 2305,80 325,63 1772,33 Aman

Cross Girder

IWF 900.300.16.28 1042,64 3754,64 625,03 2823,69 Aman

Stringers

IWF 450.200.9.14 196,43 655,012 184,11 700,731 Aman

Wind Bracing

IWF 200.200.8.12 6,64 189,352 4,35 294,41 Aman

(Sumber: Hasil Analisis, 2019)

45

Lendutan Ledutan ijin, (ΔL) = 1/800 × L (60 m)

= 0,075 m

Tabel 11. Nilai Lendutan Variasi

Pembebanan Lendutan Lendutan Izin Keterangan

Comb 1 0,028 0,075 Aman

Comb 2 0,057 0,075 Aman

Comb 3 0,044 0,075 Aman

Comb 4 0,044 0,075 Aman

Comb 5 0,044 0,075 Aman

Comb 6 0,044 0,075 Aman

Comb 7 0,044 0,075 Aman

Comb 8 0,044 0,075 Aman

Comb 9 0,044 0,075 Aman

Comb 10 0,044 0,075 Aman

Comb 11 0,044 0,075 Aman

Comb 12 0,044 0,075 Aman

Comb 13 0,038 0,075 Aman

Comb 14 0,021 0,075 Aman

Comb 15 0,037 0,075 Aman

(Sumber: Hasil Analisis, 2019)

Kabel Penggantung (Hanger)

Kuat tarik kabel penggantung

Ag = ¼ .π.D2

= 690,80 mm2

Kuat tarik nominal

(Tu) = Ag.fu

= 690,80 kN

ФTn = 0,9. Tn

= 621,72 kN

Diketahui hasil output SAP2000 dari Hanger sebesar:

Tu = 505,90 kN

Cek kuat Tarik

Tu (kN) < ФTn

505,90 < 621,72 kN Aman

Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis evaluasi struktur serta pembahasan perencanaan ulang yang telah

dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Hasil perencanaan ulang struktur atas Jembatan Kali Putih menggunakan sistem jembatan busur

baja tipe Tied Arch Bridge.

a. Data Umum jembatan:

1) Lebar jembatan : 9,60 m

2) Panjang jembatan : 60,00 m

3) Tinggi busur : 12,00 m

4) Lebar jalan : 7,00 m

5) Lebar trotoar : 2 x 1 m

6) Vertical clearance : 6,00 m

b. Data Struktur Jembatan:

1) Arch Rib : Box 1200.500.20.20

2) Tie Beam : Box 1200.500.20.20

3) Top Bracing : Box 300.150.10.10

4) Wind Bracing : IWF 200.200.8.12

46

5) Cross Girder : IWF 900.300.16.28

6) End Cross Girder : IWF 700.300.13.24

7) Stringers : IWF 450.200.9.14

8) Hanger : Cable Ø 40 mm

9) Mutu Baut : A-325

10) Diameter Baut : Ø 25 mm

: Ø 16 mm

11) Tebal plat sambung : 20 mm

12) Tebal plat lantai : 200 mm

13) Mutu Beton : f’c 25 MPa

14) Diameter tulangan : Tulangan Pokok Ø 16 – 150

: Tulangan Bagi Ø 13 – 150

2. Nilai lendutan maksimum jembatan Kali Putih menggunakan sistem jembatan busur baja tipe

Tied Arch Bridge terjadi pada tengah bentang yaitu 0,057 m, lendutan tersebut dibawah nilai

lendutan ijin yang disyaratkan sebesar 0,075 m sehingga lendutan yang terjadi masih dalam

kategori aman.

Daftar Pustaka

Akbar, D, J. (2018) Modifikasi Perencanaan Jembatan Sipait Pekalongan dengan Menggunakan

Sistem Jembatan Busur Rangka Baja. Institut Teknologi Sepuluh November.

Azra, Aulia. Perencanaan Bangunan Atas Jembatan Lengkung Rangka Baja Krueng Kecamatan

Sungai Mas Kabupaten Aceh Barat. Politeknik Negeri Lhokseumawe Buketrata.

Badan Standar Nasional. (2005). RSNI T-03-2005 Perencanaan Struktur Baja untuk Jembatan,

Jakarta.

Badan Standar Nasional. (2016). SNI 1725-2016 Standar Pembebanan untuk Jembatan, Jakarta.

Badan Standar Nasional. (2016). SNI 2833-2016 Perencanaan Jembatan Terhadap Gempa, Jakarta.

Badan Standar Nasional. (2008). SNI 0076-2008 Tali Kawat Baja, Jakarta.

Gunawan, R. (1987). Tabel Profil Konstruksi Baja. PT Kasinus, Yogyakarta.

Hakikie, P, N. (2017). Perencanaan Ulang Jembatan Lemah Ireng II pada Jalan Tol Semarang-Bawen

Menggunakan Jembatan Busur Rangka Baja. Institut Teknologi Sepuluh November.

Hidayat, R, A. (2018). Studi Variasi Tinggi Busur Pada Perencanaan Ulang Jembatan Sardjito II

terhadap Pengaruh Perilaku dan Kekuatan Through Arch Bridge. Universitas Islam Indonesia.

Widowati, W, T. (2019). Penerapan Value Engineering Untuk Perbandingan Desain Jembatan Truss

Warren With Vertical Supports Dengan Beton Prategang I Girder Pada Jembatan Mataram Di

Ruas Jalan Bligo-Blaburan. Universitas Teknologi Yogyakarta.