ppjt
DESCRIPTION
Peraturan Perencanaan JembatanTRANSCRIPT
-
PERATURAN PERENCANAAN
TEKNIK JEMBATAN
I. DASAR PERENCANAAN
Konstruksi jembatan direncanakan sesuai dengan peraturan sbb :
1. Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, 1992 (PPTJ-1992), Departemen Pekerja-
an Umum, Direktorat Jendral Bina Marga, Direktorat Bina Program Jalan.
2. Bridge Design Manual, 1992 (BDM-1992), Directorate General of Highways, Ministry
of Public Works, Republic of Indonesia.
II. BEBAN JEMBATAN
A. AKSI TETAP (PERMANENT ACTIONS)
1. BERAT SENDIRI ( MS )
Berat sendiri ( self weight ) adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan
elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifat
tetap. Berat sendiri dihitung berdasarkan berat satuan ( unit weight ) seperti Tabel 1.
Tabel 1. Berat satuan untuk menghitung berat sendiri
Bahan / material Berat sat Bahan / material Berat sat
( kN/m3) ( kN/m
3)
Beton bertulang 25.0 Timb. tanah padat 17.2
Beton prategang 25.5 Kerikil dipadatkan 20.0
Beton 24.0 Aspal beton 22.0
Batu pasangan 23.5 Lapisan beraspal 22.0
Baja 77.0 Air murni 9.8
Besi tuang 71.0 Pasir basah 18.4
Besi tempa 75.5 Pasir kering 17.2
Timbal 111.0 Lempung lepas 12.5
Beton ringan 19.6 Kayu ringan 7.8
Neoprin 11.3 Kayu keras 11.0
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 1
-
2. BEBAN MATI TAMBAHAN ( MA )
Beban mati tambahan ( superimposed dead load ), adalah berat seluruh bahan yang
menimbulkan suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan
mungkin besarnya berubah selama umur jembatan. Jembatan direncanakan mampu
memikul beban tambahan yang berupa :
a. Aspal beton setebal 50 mm untuk pelapisan kembali di kemudian hari (overlay ).
b. Tambahan genangan air hujan setinggi 50 mm apabila saluran drainase tidak beker-
ja dengan baik.
3. TEKANAN TANAH ( TA )
Tekanan tanah lateral dihitung dihitung berdasarkan harga nominal dari berat tanah ws,
sudut gesek dalam , dan kohesi c dengan :
ws' = ws
' = tan-1 (KR * tan ) dengan faktor reduksi untuk ', K
R = 0.7
c' = KcR * c dengan faktor reduksi untuk c', Kc
R = 1.0
Koefisien tekanan tanah aktif, Ka = tan2 ( 45 - ' / 2 )
Koefisien tekanan tanah pasif, Kp = tan2 ( 45+ ' / 2 )
Pada bagian tanah di belakang dinding penahan yang dibebani lalu-lintas, harus diper-
hitungkan adanya beban tambahan yang setara dengan tanah setebal 0.60 m yang
berupa beban merata pada bagian tersebut.
Beban merata : q = 0.60 * Ws
B. AKSI SEMENTARA (TRANSIENT ACTIONS)
1. BEBAN LALU-LINTAS
Beban lalu-lintas untuk perencanaan jembatan terdiri dari beban lajur "D" dan beban
truk "T". Beban lajur "D" digunakan untuk perhitungan yang mempunyai bentang se-
dang sampai panjang, sedang beban truk "T" digunakan untuk bentang pendek dan
lantai kendaraan. Lalu-lintas rencana mempunyai lebar 2.75 m.
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 2
-
1.1. BEBAN LAJUR "D" ( TD )
Beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi merata (Uniformly Distributed Load), UDL dan
beban garis (Knife Edge Load), KEL seperti terlihat pada Gambar 1.
UDL mempunyai intensitas q (kPa) yang besarnya tergantung pada panjang total L
yang dibebani seperti Gambar 2 atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :
q = 8.0 kPa untuk L 30 m
q = 8.0 *( 0.5 + 15 / L ) kPa untuk L > 30 m
Gambar 1. Beban lajur "D"
Gambar 2. Intensitas Uniformly Distributed Load (UDL)
KEL mempunyai intensitas, p = 44.0 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) untuk 50 < L < 90 m
DLA = 0.3 untuk L 90 m
q kPa
p kN/m
90direction of traffic
UDL
KEL
5.5 m
5.5 m 5.5 m
b
50%
100%
0
2
4
6
8
10
0 20 40 60 80 100L (m)
q (kPa)
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 3
-
Gambar 2. Faktor beban dinamis (DLA)
Untuk bentang menerus, digunakan panjang bentang ekivalen yang dinyatakan dengan
rumus : LE = ( Lav * Lmax )Lav = panjang bentang rata-rata
Lmax = panjang bentang maksimum
1.2. BEBAN TRUK "T" ( TT )
Pembebanan truk "T" terdiri dari kendaraan truk semi-trailer yang mempunyai susunan
dan beban as seperti pada Gambar 2. Faktor beban dinamis untuk pembebana truk di-
ambil, DLA = 0.3
Gambar 3. Beban truk "T"
0
10
20
30
40
50
0 50 100 150 200
Bentang, L (m)
DLA (%)
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 4
-
2. GAYA REM ( TB )
Pengaruh pengereman dari lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah me-
manjang, dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya
rem arah memanjang jembatan tergantung panjang total jembatan (L t) sebagai berikut :
Gaya rem, TTB = 250 kN untuk Lt 80 m
Gaya rem, TTB = 250 + 2.5*(Lt - 80) kN untuk 80 < Lt < 180 m
Gaya rem, TTB = 500 kN untuk Lt 180 m
Gambar 4. Gaya rem
3. PEMBEBANAN UNTUK PEJALAN KAKI ( TP )
Trotoar pada jembatan jalan raya direncanakan mampu memikul beban hidup merata
seperti yang dilukiskan pada Gambar 5.
Gambar 4. Pembebanan untuk pejalan kaki
0
1
2
3
4
5
6
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
A (m2)
q (kPa)
0
100
200
300
400
500
600
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Lt (m)
Gaya rem (kN)
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 5
-
A = luas bidang trotoar yang dibebani pejalan kaki (m2)
Beban hidup merata q :
Untuk A 10 m2 : q = 5 kPa
Untuk 10 m2 < A 100 m2 : q = 5 - 0.033 * ( A - 10 ) kPa
Untuk A > 100 m2 : q = 2 kPa
C. AKSI LINGKUNGAN (ENVIRONMENTAL ACTIONS)
1. PENGARUH TEMPERATUR ( ET )
Variasi temperatur rata-rata pada konstruksi jembatan yang digunakan untuk meng-
hitung pemuaian dan gaya yang terjadi akibat perbedaan temperatur diberikan pada
Tabel 2. Besarnya harga koefisien perpanjangan akibat suhu disajikan pada Tabel 3.
Tabel 2. Temperatur Jembatan Rata-rata
Tipe Bangunan Atas Temperatur min. Temperatur maks.
Jembatan rata-rata rata-rata
Lantai beton di atas
gelagar beton 15 C 40 C
Tabel 3. Sifat Bahan Rata-rata Akibat Pengaruh Temperatur
Bahan Koefisien muai Modulus Elastis
Jembatan akibat suhu beton
Beton dengan kuat
tekan, fc' < 30 MPa 10 x 10-6per C 25000 MPa
2. BEBAN ANGIN ( EW )
Gaya akibat angin dihitung dengan rumus sebagai berikut :
TEW = 0.0006*Cw*(Vw)2*Ab kN
Cw = koefisien seret, lihat Tabel 4.
Vw = Kecepatan angin rencana ( m/det ), lihat Tabel 5.
Ab = luas bidang samping jembatan (m2)
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 6
-
Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat
angin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus :
TEW = 0.0012*Cw*(Vw)2
kN/m dengan, Cw = 1.2
Tabel 4. Koefisien seret, Cw
Struktur Atas Masif Cw Keterangan
b/d = 1.0 2.10 b = lebar total jembatan dihitung dari
b/d = 2.0 1.50 sisi luar sandaran
b/d 6.0 1.25 d = tinggi struktur atas
Untuk harga antara b/d dapat diinterpolasi
Tabel 5. Kecepatan Angin Rencana, Vw
Keadaan Batas Lokasi
s/d 5 km dari pantai > 5 km dari pantai
Daya layan 30 m/det 25 m/det
Ultimit 35 m/det 30 m/det
2. BEBAN GEMPA ( EQ )
Beban gempa rencana dihitung dengan rumus :
TEQ = Kh * I * Wt
Kh = C * S
TEQ = Gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN)
Kh = Koefisien beban gempa horisontal
I = Faktor kepentingan
Wt = Berat total bangunan yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan
= PMS + PMA kN
C = Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah
S = Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi
gempa (daktilitas) dari struktur jembatan.
Waktu getar struktur dihitung dengan rumus :
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 7
-
T = 2 * pi * [ WTP / ( g * KP ) ]
KP = 3 * Ec * Ic / h3
WTP = ( PMS + PMA ) struktur atas + 1/2*PMS struktur bawah
T = waktu getar (detik)
WTP = berat sendiri struktur atas dan beban mati tambahan, ditambah setengah
berat sendiri struktur bawah (kN)
PMS = berat sendiri (kN)
PMA = beban mati tambahan (kN)
g = percepatan grafitasi (= 9.8 m/det2)
KP = kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yang diperlukan untuk
menimbulkan satu satuan lendutan (kN/m)
Ec = modulus elastis beton (kPa)
Ic = momen inersia (m4)
h = tinggi struktur (m)
Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis berupa beton bertulang dan
struktur berperilaku elastis, maka nilai faktor tipe struktur,
S = 3.0
Jika struktur dapat berperilaku daktail dan mengalami simpangan yang cukup besar,
sehingga mampu menyerap energi gempa yang besar, maka nilai faktor tipe struktur,
S = 1.0 * F 1.0
F = 1.25 - 0.025 * n
n = jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral yang ditinjau.
Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa 3 disajikan pada Tabel 6, atau dapat di-
lihat pada Gambar 5.
Kriteria kondisi tanah keras, sedang, dan lunak, untuk menentukan koefisien geser da-
sar diberikan pada Tabel 7. Faktor kepentingan ( I ) disajikan pada Tabel 8.
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 8
-
Tabel 6. Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa 3
T Nilai C untuk Tanah
( detik ) Keras Sedang Lunak
0.00 0.14 0.18 0.18
0.40 0.14 0.18 0.18
0.55 0.11 0.16 0.18
0.60 0.10 0.15 0.17
0.90 0.10 0.10 0.14
1.30 0.10 0.10 0.10
3.00 0.10 0.10 0.10
Gambar 5. Koefisien geser dasar gempa wilayah 3
Tabel 7. Kondisi tanah untuk koefisien geser dasar
Tipe Tanah Kedalaman Tanah
Keras Sedang Lunak
Untuk seluruh jenis tanah 3 m 3 - 25 m > 25 m
Untuk tanah kohesif dengan kuat geser undrained 6 m 6 - 25 m > 25 m
rata-rata < 50 kPa
Lapisan tanah yang bersifat kohesif dengan kuat ge- 9 m 9 - 25 m > 25 m
ser undrained rata-rata > 100 kPa atau tanah berbu-
tir sangat padat
Untuk tanah kohesif dengan kuat geser undrained 12 m 12 - 30 m > 30 m
rata-rata > 200 kPa
Untuk tanah berbutir dengan ikatan matrik padat 20 m 20 - 40 m > 40 m
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Waktu getar, T (detik)
Koefisien geser dasar, C
Tanah keras
Tanah sedang
Tanah lunak
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 9
-
Tabel 8. Faktor kepentingan, I
Klasifikasi I min.
Jembatan yang memuat > 2000 kendaraan/hari, jembatan pada jalan raya 1.2
utama atau arteri, dan jembatan dimana tidak ada route alternatif
Seluruh jembatan permanen lainnya dimana route alternatif tersedia, tidak 1.0
termasuk jembatan yang direncanakan untuk mengurangi pembebanan
lalu-lintas
Jembatan sementara (misal, Bailley) dan jembatan yang direncanakan 0.8
untuk mengurangi pembebanan lalu-lintas
2.1. TEKANAN TANAH LATERAL AKIBAT GEMPA
Gaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis dihitung dengan menggunakan
koefisien tekanan tanah dinamis (KaG) sebagai berikut :
= tan-1 (Kh)KaG = cos
2 ( ' - ) / [ cos2 * { 1 + (sin ' *sin (' - ) ) / cos } ]
KaG = KaG - Ka
Gaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis :
TEQ = 1/2 * h2 * ws * KaG kN/m
2.2. TEKANAN AIR LATERAL AKIBAT GEMPA
Gaya gempa arah lateral akibat tekanan air dihitung sebagai berikut :
Tipe Bangunan Gaya air horisontal
Pilar tipe dinding TEQ = 0.58 * Kh * I * wa * b * h2
Pilar tipe kolom dg. b*h 2 m2
TEQ = 0.75*Kh*I*wa*b2*h ( 1 - 4*b*h )
2 m2 < b*h 3.1 m2 TEQ = 1.17 * Kh * I * wa * b * h
2
b*h > 3.1 m2
TEQ = 0.38 * Kh * I * wa * h * b2
wa = berat volume air = 9.8 kN/m3
b = lebar pilar (m)
h = kedalaman air rata-rata (m)
Kh = koefisien beban gempa horisontal
I = faktor kepentingan
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 10
-
Gaya gempa arah lateral akibat tekanan air dianggap bekerja pada kedalaman sama
dengan setengah kedalaman air rata-rata.
3. ALIRAN AIR, BENDA HANYUTAN, DAN TUMBUKAN DGN KAYU
3.1. ALIRAN AIR
Gaya seret pada pilar akibat aliran air dihitung dengan rumus :
TEF = 0.5 * Cd * Va2 * Ad kN
Cd = koefisien seret (Tabel 9)
Va = kecepatan aliran air rata-rata saat banjir dg periode ulang tertentu (m/det)
= 3 m/det (jika tidak dihitung berdasarkan analisis hidrologi)
Ad = luas proyeksi pilar tegak lurus arah aliran dengan tinggi sama dengan
kedalaman air banjir (m2)
Tabel 9. Koefisien seret
Bentuk depan pilar Cd
Persegi 1.4
Bersudut 0.8
Bundar 0.7
3.2. BENDA HANYUTAN
Gaya akibat benda hanyutan dihitung dengan rumus :
TEF = 0.5 * CD * Va2 * AD kN
CD = 1.04
Va = kecepatan aliran air rata-rata saat banjir dg periode ulang tertentu (m/det)
AD = luas proyeksi benda hanyutan tegak lurus arah aliran (m2)
= b * h
h = kedalaman benda hanyutan ( diambil = 1.20 m di bawah muka air banjir )
b = lebar benda hanyutan
= setengah panjang bentang dan harus 20 m
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 11
-
3.3. TUMBUKAN DENGAN KAYU
Gaya akibat tumbukan dengan batang kayu dihitung dengan rumus :
TEF = M * Vs2 / d kN
M = massa batang kayu = 2.0 Ton
Vs = kecepatan aliran air permukaan pada saat banjir (m/det)
= 1.4 * Va
d = lendutan elastis ekivalen (Tabel 10)
Tabel 10. Lendutan elastis ekivalen
Tipe pilar d (m)
Pilar beton masif 0.075
Pilar beton portal 0.150
Untuk kombinasi pembebanan diambil nilai terbesar dari :
1. Kombinasi : gaya seret + gaya akibat benda hanyutan
2. Kombinasi : gaya seret + gaya akibat tumbukan batang kayu
D. AKSI-AKSI LAINNYA
1. GESEKAN PADA PERLETAKAN ( FB )
Gaya akibat gesekan pada perletakan dihitung berdasarkan beban tetap dikalikan dgn
koefisien gesek untuk perletakan yang bersangkutan.
TFB = * (PMS + PMA)
PMS = aksi tetap berat sendiri stuktur atas (kN)
PMA = aksi tetap beban mati tambahan struktur atas (kN)
= koefisien gesek
Untuk jenis perletakan berupa elastomeric, koefisien gesek rata-rata dapat diambil
sebesar 0.18.
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 12
-
III. FAKTOR BEBAN
Aksi / Beban Simbol Faktor Beban
Ultimit Daya layan
A. Aksi Tetap
Berat sendiri PMS 1.30 1.00
Beban Mati Tambahan PMA 2.00 1.00
Tekanan Tanah PTA 1.25 1.00
B. Aksi Transien
Beban Lajur "D" atau "T" TTD / TTT 2.00 1.00
Gaya Rem TTB 2.00 1.00
Beban Trotoar TTP 2.00 1.00
C. Aksi Lingkungan
Pengaruh Temperatur TET 1.20 1.00
Beban Angin TEW 1.20 1.00
Beban Gempa TEQ 1.00 1.00
Aliran air, hanyutan / tumbukan TFB 2.00 1.00
D. Aksi Lainnya
Gesekan pada perletakan TFB 1.30 1.00
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 13
-
IV. KOMBINASI BEBAN
A. KOMBINASI PADA KEADAAN ULTIMIT
Aksi / Beban Faktor KOMBINASI
Beban 1 2 3 4
A. Aksi Tetap
Berat sendiri KMS 1.30 1.30 1.30 1.30
Beban Mati Tambahan KMA 2.00 2.00 2.00 2.00
Tekanan Tanah KTA 1.25 1.25 1.25 1.25
B. Aksi Transien
Beban Lajur "D" atau "T" KTD / KTT 2.00 1.00 1.00
Gaya Rem KTB 2.00 1.00 1.00
Beban Trotoar KTP 2.00
C. Aksi Lingkungan
Pengaruh Temperatur KET 1.00 1.00 1.00
Beban Angin KEW 1.00 1.20
Beban Gempa KEQ 1.00
Aliran air, hanyutan / tumbukan KFB 1.00 2.00
D. Aksi Lainnya
Gesekan pada perletakan KFB 1.00 1.00 1.00
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 14
-
B. KOMBINASI PADA KEADAAN TEGANGAN KERJA
Aksi / Beban Faktor KOMBINASI
Beban 1 2 3 4
A. Aksi Tetap
Berat sendiri KMS 1.00 1.00 1.00 1.00
Beban Mati Tambahan KMA 1.00 1.00 1.00 1.00
Tekanan Tanah KTA 1.00 1.00 1.00 1.00
B. Aksi Transien
Beban Lajur "D" atau "T" KTD / KTT 1.00 1.00 1.00
Gaya Rem KTB 1.00 1.00 1.00
Beban Trotoar KTP 1.00 1.00 1.00
C. Aksi Lingkungan
Pengaruh Temperatur KET 1.00
Beban Angin KEW 1.00
Beban Gempa KEQ 1.00
Aliran air, hanyutan / tumbukan KFB 1.00 1.00 1.00
D. Aksi Lainnya
Gesekan pada perletakan KFB 1.00 1.00
Kelebihan Tegangan yang diperbolehkan 0% 25% 40% 50%
C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 15