proposal kji ub

206
Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 i Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas karunia- Nya, penulis dapat menyelesaikan proposal Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 tahun 2013 ini. Proposal ini bertujuan untuk mensosialisasikan jembatan model yang diajukan untuk mengikuti kompetisi tersebut. Proposal ini memuat data, metode pemilihan model, dan perhitungan-perhitungan yang memperkuat argumen pengajuan jembatan model sehingga dapat menjadi pedoman pembuatan jembatan model yang baik dan optimal. Penulis mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak yang telah mendukung terselesaikannya proposal ini, antara lain: 1. Ir. Muslinang Moestopo, Ph. D. selaku dosen pembimbing. 2. Ir. Made Suarjana, Ph. D. selaku ketua program studi Teknik Sipil ITB. 3. Brian Yuliarto, Ph. D. selaku ketua lembaga kemahasiswaan ITB. 4. Departemen Keprofesian Himpunan Mahasiswa Sipil ITB. 5. Para anggota Kuya Jembatan ITB yang memberikan saran dan masukan dari pengalaman kompetisi sebelumnya. 6. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil ITB. 7. serta pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Seperti peribahasa “Tiada gading yang tak retak”, penulis sadar bahwa proposal ini tak luput dari kesalahan. Oleh karena itulah, dengan kerendahan hati, penulis meminta kritik dan saran untuk kemajuan ke arah yang positif. Semoga proposal yang penulis susun ini mampu memberikan sumbangsih terhadap keilmuan teknik sipil, khususnya dan Bangsa Indonesia, umumnya. Bandung, 16 Juli 2013 Tim Penulis

Upload: bartosena

Post on 26-Dec-2015

384 views

Category:

Documents


15 download

DESCRIPTION

panduan

TRANSCRIPT

Page 1: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

i Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas karunia-

Nya, penulis dapat menyelesaikan proposal Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9

tahun 2013 ini. Proposal ini bertujuan untuk mensosialisasikan jembatan model yang

diajukan untuk mengikuti kompetisi tersebut. Proposal ini memuat data, metode

pemilihan model, dan perhitungan-perhitungan yang memperkuat argumen

pengajuan jembatan model sehingga dapat menjadi pedoman pembuatan jembatan

model yang baik dan optimal.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak yang telah mendukung

terselesaikannya proposal ini, antara lain:

1. Ir. Muslinang Moestopo, Ph. D. selaku dosen pembimbing.

2. Ir. Made Suarjana, Ph. D. selaku ketua program studi Teknik Sipil ITB.

3. Brian Yuliarto, Ph. D. selaku ketua lembaga kemahasiswaan ITB.

4. Departemen Keprofesian Himpunan Mahasiswa Sipil ITB.

5. Para anggota Kuya Jembatan ITB yang memberikan saran dan masukan dari

pengalaman kompetisi sebelumnya.

6. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil ITB.

7. serta pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Seperti peribahasa “Tiada gading yang tak retak”, penulis sadar bahwa proposal ini

tak luput dari kesalahan. Oleh karena itulah, dengan kerendahan hati, penulis

meminta kritik dan saran untuk kemajuan ke arah yang positif.

Semoga proposal yang penulis susun ini mampu memberikan sumbangsih terhadap

keilmuan teknik sipil, khususnya dan Bangsa Indonesia, umumnya.

Bandung, 16 Juli 2013

Tim Penulis

Page 2: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

ii Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

RINGKASAN EKSEKUTIF

Jembatan merupakan suatu konstruksi yang gunanya untuk meneruskan jalan me-

lalui suatu rintangan yang berada lebih rendah. Rintangan ini biasanya jalan lain

(jalan lalu lintas biasa) atau sungai. Dengan adanya jembatan dapat menghubungkan

transportasi darat yang terputus oleh sungai. Selain itu, jembatan kini dianggap men-

jadi sebuah ikon sebuah daerah. Dikarenakan fungsi dari jembatan sangat vital bagi

perhubungan transportasi darat, maka jembatan harus dibuat kuat yaitu mampu

menahan beban pada jembatan, nyaman, indah dan jembatan dapat memenuhi masa

layan.

Dalam proposal ini akan menjelaskan proses perencanaan sebuah jembatan ukuran

sebenarnya dan jembatan model. Tahap desain dilakukan dengan melakukan pemod-

elan jembatan, perhitungan manual, dan klarifikasi analisis struktur. Dalam proses

pemodelan jembatan penulis mengunakan software SAP 2000. Untuk mendukung

pemodelan dan perhitungan, penulis pun telah menetapkan jenis material struktur

yang akan digunakan, yaitu baja dengan kualitas mutu BJ-37 (tegangan leleh, fy =

240 MPa; tegangan terfaktor ultimit, fu = 370 MPa).

Langkah awal perencanaan jembatan rangka baja adalah menentukan konfigurasi

jembatan yang akan digunakan. Konfigurasi jembatan terpilih adalah konfigurasi

yang memberikan hasil kekakuan maksimum, berat jembatan minimum dan keinda-

han jembatan. Dari factor-faktor di atas maka konfigurasi jembatan ”Pratt” dianggap

lebih baik dan memenuhi factor-faktor di atas. Setelah didapatkan konfigurasi ter-

pilih, dilanjutkan dengan menganalisis struktur. Diawali dengan memodelkan

struktur yang akan dianalisis dengan menginput data-data pemodelan seperti yang

telah direncanakan, Tahap selanjutnya adalah mendefinisikan material, mendefinisi-

kan beban, dan menganalisis program.

Pendefinisian beban untuk jembatan sebenarnya mengikuti peraturan BMS 1992 dan

SNI mengenai pembebanan pada jembatan. Sedangkan pada jembatan model pem-

bebanan yang diberikan adalah 400 kg yang dijadikan sebagai beban merata melalui

spreader beam. Hasil dari analisis program yang telah dilakukan akan menentukan

Page 3: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

iii Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

profil penampang yang akan dipakai pada jembatan model maupun jembatan

sebenarnya. Dalam proses pendesainan profil, peraturan yang digunakan adalah

AISC-LRFD 1999.

Setelah melalui proses-proses tersebut didapatkan untuk jembatan sebenarnya, yakni

yang berdimensi panjang 60 meter, lebar 9 meter, dan tinggi 6 meter, dihasilkan

massa jembatan sebenernya adalah 151 ton dan lendutan tengah bentang sebesar 58,9

mm. Lendutan yang terjadi masih lebih kecil dari lendutan izin yang terjadi yaitu 60

mm.

Pada jembatan model, dengan dimensi panjang 6 meter, 0,93 meter, dan tinggi 0,6 m,

dihasilkan massa jembatan model sebesar 209,85 kg dan lendutan tengah bentang

sebesar 1,177 mm. Lendutan yang terjadi masih lebih kecil dari lendutan izin sebesar

1:10 dari jembatan sebenarnya yaitu 7,5 mm.

Metode konstruksi yang digunakan adalah kombinasi sistem kantilever dan sistem

katrol. Sistem kantilever efektif untuk menyeberangkan jembatan ke sisi lain sungai.

Sedangkan katrol dipilih agar jembatan dapat diletakkan pada tumpuan dengan baik

dan aman. Total biaya yang dibutuhkan untuk membangun jembatan model adalah

Rp 20.540.800,-.

Page 4: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

iv Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR................................................................................................. i

RINGKASAN EKSEKUTIF ..................................................................................... ii

DAFTAR ISI ............................................................................................................. iv

DAFTAR TABEL .................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR................................................................................................. ix

BAB I

PENDAHULUAN ...................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1

1.2 Tujuan ................................................................................................................ 3

1.3 Metodologi ........................................................................................................ 4

1.4 Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data ...................................................... 4

1.5 Sistematika Pembahasan ................................................................................... 4

BAB II

DESAIN JEMBATAN UKURAN SEBENARNYA ................................................ 6

2.1 Dasar Teori Perancangan .................................................................................. 6

2.2 Kriteria Perancangan ....................................................................................... 12

2.3 Sistem Struktur ................................................................................................ 41

2.4 Modelisasi Struktur ......................................................................................... 42

2.5 Analisis Struktur .............................................................................................. 50

Page 5: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

v Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2.6 Desain Komponen ........................................................................................... 70

BAB III

DESAIN JEMBATAN MODEL ............................................................................. 82

3.1 Dasar Teori Model .......................................................................................... 82

3.2 Kriteria Perancangan ....................................................................................... 95

3.3 Sistem Struktur .............................................................................................. 101

3.4 Modelisasi Struktur ....................................................................................... 103

3.5 Analisis Struktur ............................................................................................ 108

3.6 Desain Komponen dan Sambungan .............................................................. 118

3.7 Kesesuaian Perancangan Jembatan dengan Tema ........................................ 144

BAB IV

METODE PERAKITAN MODEL JEMBATAN ............................................... 146

4.1 Persyaratan Metode Konstruksi .................................................................... 146

4.2 Landasan dan Jenis Metode Konstruksi ........................................................ 147

4.3 Pembagian Segmen Jembatan Model ............................................................ 149

4.4 Proses Fabrikasi ............................................................................................. 151

4.5 Spesifikasi Launcher ..................................................................................... 155

4.6 Perhitungan Struktur Terhadap Kelayakan Metode Konstruksi ................... 159

4.7 Proses Perakitan di Lapangan ....................................................................... 160

BAB V

Page 6: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

vi Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

METODE PERAWATAN DAN PERBAIKAN JEMBATAN SEBENARNYA

................................................................................................................................. 165

5.1 Pemeriksaan Jembatan .................................................................................. 165

5.2 Pemeliharaan Jembatan ................................................................................. 173

5.3 Perbaikan Jembatan ....................................................................................... 174

5.4 Perbaikan Darurat dan Penanganan Sementara ............................................. 182

BAB VI

RANCANGAN ANGGARAN BIAYA ................................................................. 184

BAB VII

PENUTUP............................................................................................................... 186

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. xvi

Page 7: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

vii Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Ukuran Jembatan Sebenarnya .................................................................... 6

Tabel 2. 2 Nilai properti baja untuk desain jembatan sebenarnya ............................ 22

Tabel 2. 3 Nilai DLA untuk setiap bentang ekuivalen LE ........................................ 33

Tabel 2. 4 Variasi Koefisien Cw ............................................................................... 34

Tabel 2. 5 Variasi kecepatan angin rencana (Vw) .................................................... 35

Tabel 2. 6 Perhitungan Beban Aspal ........................................................................ 52

Tabel 2. 7 Klasifikasi Jembatan berdasarkan Kepentingannya ................................ 57

Tabel 2. 8 Perhitungan Nilai As ................................................................................ 57

Tabel 2. 9 Nilai Percepatan Puncak di Permukaan Tanah ........................................ 58

Tabel 2. 10 Penentuan nilai SDS ................................................................................ 59

Tabel 2. 11 Penentuan Nilai SD1 ............................................................................... 59

Tabel 2. 12 Faktor amplifikasi untuk periode 1 detik (Fv) ....................................... 60

Tabel 2. 13 Kesimpulan data Respon Spektra Gempa Rencana Bandung ............... 60

Tabel 2. 14 Fungsi Respon Spektra Gempa Rencana ............................................... 61

Tabel 2. 15 Perhitungan Beban Angin ...................................................................... 63

Tabel 2. 16 Variasi Nilai Koefisien Seret ................................................................. 64

Tabel 2. 17 Variasi Nilai Kecepatan Angin Rencana ............................................... 64

Tabel 2. 18 Gaya Dalam yang terjadi akibat kombinasi beban envelope ................. 67

Tabel 2. 19 Data profil terpasang, kekuatan aksial profil, dan rasio kekuatan aksial 78

Page 8: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

viii Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 2. 20 Data profil terpasang, kekuatan lentur profil, dan rasio kekuatan lentur 79

Tabel 2. 21 Ringkasan Desain Profil Jembatan ........................................................ 81

Tabel 3. 1 Dimensi Jembatan Model .......................................................................... 83

Tabel 3. 2 Spesifikasi Material Baja Jembatan Model (standar spesifikasi baja) ...... 95

Tabel 3. 3 Gaya Dalam Aksial Maksimum pada elemen struktur rangka batang .... 117

Tabel 3. 4 Tabel Properti Penampang Siku .............................................................. 119

Tabel 3. 5 Perbandingan Kapasitas terhadap Gaya Dalam ¼ bentang ..................... 135

Tabel 3. 6 Perbandingan Kapasitas terhadap Gaya Dalam ½ bentang ..................... 136

Tabel 3. 7 Spesifikasi Elemen Sambungan ............................................................... 137

Tabel 3. 8 Summary Jembatan Model....................................................................... 144

Tabel 4. 1 Estimasi Waktu Perakitan Jembatan Model .......................................... 164

Tabel 5. 1 Pilihan Metod Penilaian untuk Pemeriksaan Khusus ............................ 170

Tabel 5. 2 Elemen Pemeriksaan Sekilas ................................................................. 170

Tabel 5. 3 Jenis kondisi dan Penanganan yang Direkomendasikan ....................... 176

Tabel 6. 1 Rencana Anggaran Biaya Jembatan Model ........................................... 185

Page 9: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

ix Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Contoh Jembatan Rangka (Truss Bridge) ............................................ 10

Gambar 2. 2 Sumbu Batang berkumpul di satu titik ................................................. 11

Gambar 2. 3 Beban dan Reaksi Perletakan yang bekerja pada Joint ........................ 11

Gambar 2. 4 Gaya Dalam yang bekerja pada batang akibat beban luar yang bekerja

................................................................................................................................... 11

Gambar 2. 5 Kurva Tegangan dan Regangan ........................................................... 15

Gambar 2. 6 Kurva tegangan-regangan dalam daerah yang lebih rinci .................... 16

Gambar 2. 7 Kurva tegangan-regangan akibat pengerjaan dingin terhadap baja ..... 18

Gambar 2. 8 Pengaruh „strain aging‟ akibat peregangan hingga mencapai daerah

penguatan regangan dan bebas beban. ...................................................................... 18

Gambar 2. 9 Ilustrasi profil yang mengalami tekuk ................................................. 22

Gambar 2. 10 Las ...................................................................................................... 23

Gambar 2. 11 Baut .................................................................................................... 24

Gambar 2. 12 Paku Keling ........................................................................................ 24

Gambar 2. 13 Tampak samping dan tampak depan Truk ......................................... 29

Gambar 2. 14 Detail beban truk akibat roda-roda di bawahnya ............................... 29

Gambar 2. 15 Pola Pembebanan beban lajur "D" arah memanjang ......................... 30

Gambar 2. 16 Penyebaran pembebanan pada arah melintang .................................. 32

Gambar 2. 17 Wilayah Gempa di Indonesia ............................................................. 37

Gambar 2. 18 Respon Spektrum Gempa Untuk Indonesia Wilayah 3 ..................... 38

Page 10: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

x Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 19 Tampak samping jembatan ................................................................ 41

Gambar 2. 20 Tampak atas jembatan ........................................................................ 41

Gambar 2. 21 Spesifikasi dan Jenis Material ............................................................ 42

Gambar 2. 22 Jenis Material dan Spesifikasi Pelat ................................................... 43

Gambar 2. 23 Beban-beban yang bekerja pada jembatan ......................................... 43

Gambar 2. 24 Release momen di tiap joint ............................................................... 44

Gambar 2. 25 Perletakan Sendi ................................................................................. 44

Gambar 2. 26 Perletakan Rol .................................................................................... 45

Gambar 2. 27 Assign Area Load .............................................................................. 45

Gambar 2. 28 Define Fungsi dari respon spektral rencana gempa ........................... 46

Gambar 2. 29 Define Gempa arah X ........................................................................ 46

Gambar 2. 30 Define Gempa arah Y ........................................................................ 47

Gambar 2. 31 Define beban angin ............................................................................ 47

Gambar 2. 32 Kombinasi-kombinasi beban ............................................................. 48

Gambar 2. 33 Beban Envelope ................................................................................. 48

Gambar 2. 34 Run Program ...................................................................................... 49

Gambar 2. 35 Gaya Dalam Struktur Akibat beban envelope ................................... 49

Gambar 2. 36 Gaya dalam pada struktur 3D jembatan ............................................. 49

Gambar 2. 37 Define Profil pada Struktur Jembatan ................................................ 50

Gambar 2. 38 Irisan Penampang Jalan ...................................................................... 52

Gambar 2. 39 Beban Lajur "D" ................................................................................ 52

Page 11: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

xi Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 40 Pola Penyebaran pembebanan BTR pada arah melintang ................. 54

Gambar 2. 41 Faktor Beban Dinamik ....................................................................... 54

Gambar 2. 42 Respon Spektra Gempa Rencana ....................................................... 56

Gambar 2. 43 Peta Percepatan puncak di batuan dasar (PGA) untuk probabilitas

terlampaui 7 % dalam 75 tahun ................................................................................ 58

Gambar 2. 44 Peta Respon Spektra percepatan 0,2 detik di batuan dasar untuk

probabilitas terlampaui 7% dalam 75 tahun ............................................................. 59

Gambar 2. 45 Peta Respon Spektra Percepatan 1 detik di batuan dasar untuk

probabilitas terlampaui 7% dlm 75 tahun ................................................................. 60

Gambar 2. 46 Respon Spektra Rencana .................................................................... 62

Gambar 2. 47 Gaya dalam akibat kombinasi beban envelope ................................. 66

Gambar 2. 48 Gaya Dalam Akibat kombinasi beban envelope pada struktur 3D .... 66

Gambar 2. 49 Komponen Jembatan Tampak Samping ............................................ 67

Gambar 2. 50 Komponen Jembatan Tampak Bawah ............................................... 67

Gambar 2. 51 Pembagian Profil berdasarkan parameter kelangsingan λc ................ 75

Gambar 2. 52 Faktor Panjang Tekuk berdasarkan tahanan ujungnya ...................... 75

Gambar 3. 1 Gambar Perhitungan Luas Neto pada penampang ................................. 85

Gambar 3. 2 Gambar Keterangan Perhitungan ........................................................ 86

Gambar 3. 3 Keruntuhan Blok Geser ......................................................................... 86

Gambar 3. 4 Tumpu pada pelat ................................................................................... 94

Page 12: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

xii Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 5 Flowchart Metodologi Perancangan .................................................... 100

Gambar 3. 6 Jembatan Model 3D ............................................................................. 102

Gambar 3. 7 Jembatan Model Tampak Samping ...................................................... 102

Gambar 3. 8 Jembatan Model Tampak Atas ............................................................ 102

Gambar 3. 9 Jembatan Model Tampak Depan ......................................................... 102

Gambar 3. 10 Define Material Property Data .......................................................... 104

Gambar 3. 11 Define Load Patterns ......................................................................... 104

Gambar 3. 12 Define Load Combinations ................................................................ 105

Gambar 3. 13 Assign Frame Releases ...................................................................... 105

Gambar 3. 14 Pemodelan Perletakan Sendi .............................................................. 106

Gambar 3. 15 Pemodelan Perletakan Rol ................................................................. 106

Gambar 3. 16 Assign Load ........................................................................................ 107

Gambar 3. 17 Set Load Cases to Run ....................................................................... 107

Gambar 3. 18 Mencari Profil Efektif ........................................................................ 108

Gambar 3. 19 Live Load pada setengah bentang ...................................................... 110

Gambar 3. 20 Live Load pada seperempat bentang .................................................. 110

Gambar 3. 21 Gaya dalam aksial akibat pembebanan seperempat bentang ............. 111

Gambar 3. 22 Gaya dalam geser akibat pembebanan seperempat bentang .............. 112

Gambar 3. 23 Gaya dalam momen akibat pembebanan seperempat bentang .......... 112

Gambar 3. 24 Gaya dalam aksial akibat pembebanan setengah bentang ................. 113

Gambar 3. 25 Gaya dalam Geser akibat pembebanan setengah bentang ................. 113

Page 13: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

xiii Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 26 Gaya dalam Momen akibat pembebanan setengah bentang .............. 114

Gambar 3. 27 Komponen pada Jembatan Model..................................................... 114

Gambar 3. 28 Cross Girder dan batang vertikal....................................................... 114

Gambar 3. 29 Gaya Dalam Aksial pada Top Chord ................................................. 115

Gambar 3. 30 Gaya Dalam Aksial pada Bottom Chord ............................................ 115

Gambar 3. 31 Gaya Dalam Aksial pada Diagonal Ujung ......................................... 116

Gambar 3. 32 Gaya Dalam Aksial pada Diagonal Tengah ....................................... 116

Gambar 3. 33 Gambar Penampang beserta properti nya .......................................... 118

Gambar 3. 34 Penampang Profil Top Chord ............................................................ 119

Gambar 3. 35 Penampang Profil Bottom Chord ....................................................... 120

Gambar 3. 36 Penampang Profil Diagonal Samping ................................................ 120

Gambar 3. 37 Penampang Profil Batang Vertikal .................................................... 121

Gambar 3. 38 Penampang Profil Diagonal Tengah .................................................. 121

Gambar 3. 39 Penampang Profil Cross Girder ........................................................ 122

Gambar 3. 40 Keterangan Penampang siku 50.50.5 ................................................. 123

Gambar 3. 41 Pola blok geser yang mungkin terjadi................................................ 124

Gambar 3. 42 Komponen Top Chord yang ditinjau ................................................. 126

Gambar 3. 43 Sumbu pada penampang profil Top Chord ........................................ 126

Gambar 3. 44 Sumbu dan Pembagian Segmen pada profil Cross Girder ............... 129

Gambar 3. 45 Detail sambungan cross girder .......................................................... 141

Page 14: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

xiv Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 4. 1 Skematik gambar siteplan kompetisi ................................................. 147

Gambar 4. 2 Desain Jembatan Model ..................................................................... 149

Gambar 4. 3 Segmen 1 Jembatan Model ................................................................ 150

Gambar 4. 4 Segmen 2 Jembatan Model ................................................................ 150

Gambar 4. 5 Segmen 3 Jembatan Model ................................................................ 150

Gambar 4. 6 Segmen 4 Jembatan Model ................................................................ 150

Gambar 4. 7 Segmen 5 Jembatan Model ................................................................ 151

Gambar 4. 8 Segmen 6 Jembatan Model ................................................................ 151

Gambar 4. 9 Segmen 1 - 6 Jembatan Model ........................................................... 151

Gambar 4. 10 Konfigurasi Lubang Baut ................................................................. 154

Gambar 4. 11 Perangkat Launcher ......................................................................... 155

Gambar 4. 12 Meja Kerja ....................................................................................... 156

Gambar 4. 13 Segmen Tambahan ........................................................................... 157

Gambar 4. 14 Counterweight .................................................................................. 158

Gambar 4. 15 Sistem Katrol ................................................................................... 158

Gambar 4. 16 Setting Awal Launcher .................................................................... 160

Gambar 4. 17 Pemasangan Segmen 1 ..................................................................... 160

Gambar 4. 18 Pemasangan Segmen 2 ..................................................................... 161

Gambar 4. 19 Pemasangan Segmen 3 ..................................................................... 161

Gambar 4. 20 Pemasangan Segmen 4 ..................................................................... 161

Gambar 4. 21 Pemasangan Segmen 5 ..................................................................... 161

Page 15: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

xv Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 4. 22 Pemasangan Segmen 6 ..................................................................... 162

Gambar 4. 23 Pemasangan Segmen Tambahan Pada Segmen 6 ............................ 162

Gambar 4. 24 Peluncuran Jembatan dengan Mekanisme Pendorong ..................... 162

Gambar 4. 25 Peluncuran Jembatan ....................................................................... 163

Gambar 5. 1 Pengukuran Panjang Total dan Panjang Bentang Pada Jembatan ..... 168

Gambar 5. 2 Elemen-elemen Jembatan .................................................................. 171

Gambar 5. 3 Elemen-elemen Jembatan (sambungan) ............................................ 172

Gambar 5. 4 Elemen-elemen Jembatan (sambungan) ............................................ 172

Gambar 5. 5 Bagian-bagian yang Menunjukkan Kerusakan Awal Pada Cat ......... 175

Gambar 5. 6 Sambungan Berlapis yang Mengembang Karena Karat .................... 177

Gambar 5. 7 Tempat-tempat dimana umumnya terjadi karat pada jembatan rangka ....

................................................................................................................................ 177

Gambar 5. 8 Perubahan bentuk setempat ................................................................ 178

Gambar 5. 9 Pelurusan elemen baja dengan tekanan .............................................. 179

Gambar 5. 10 Tempat Dimana Biasanya Terjadi Retak Pada Gelagar Baja Dengan

Pelat Penutup .......................................................................................................... 180

Gambar 5. 11 Paku Keling, Baut dan Las ............................................................... 182

Page 16: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

1 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Konstruksi merupakan elemen penting yang diperlukan di berbagai negara,

tak terkecuali indonesia. Meskipun penyumbang PDB (Pendapatan Domestik

Bruto) dengan presentase rendah untuk Indonesia (sekitar 5-6 %), konstruksi

memegang peranan vital, karena segala kegiatan industri, bisnis, dll tidak

akan berjalan sebagaimana mestinya tanpa adanya suatu konstruksi. Selain

itu, semakin majunya teknologi konstruksi, semakin menunjukkan konsistensi

negara tersebut dlm segi ekonomi dan menunjukkan bahwa negara tersebut

sedang/telah menjadi negara maju. Konstruksi sendiri dibedakan menjadi :

bangunan industri, bangunan rekayasa (jembatan; dam; dll), bangunan

perumahan, dan bangunan gedung.

Berdasarkan survey PDB di indonesia, konstruksi memberikan kontribusi

yang relatif kecil dibandingkan yang lain. Hal ini menunjukkan bahwa

infrastruktur-infarstruktur di indonesia tergolong mempunyai kualitas yang

buruk. Untuk membantu peningkatan ekonomi, indonesia membutuhkan

kualitas infrastruktur yang lebih baik lagi. Salah satu solusi yang dinilai

paling mungkin untuk memperbaiki tingkat ekonomi di indonesia adalah

infrastruktur di bagian transportasi. Dengan adanya sarana trasnportasi seperti

: jalan raya, jalan layang, rel kereta api, jembatan, bandar udara, dll, tingkat

perpindahan orang dan barang dari satu tempat ke tempat lain menjadi lebih

besar sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran informasi, barang, uang

lebih banyak lagi sehingga secara otomatis mampu meningkatkan pendapatan

negara Indonesia.

Namun demikian, sistem transportasi di Indonesia sering menghadapi

masalah, harga barang di suatu wilayah tergantung dari jarak dan bagaimana

Page 17: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

2 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

wilayah itu ditempuh. Semakin susah dan jauh wilayah itu di tempuh,

semakin mahal pula harganya, begitu juga sebaliknya. Oleh karena itulah

perlu di buat suat sistem dan sarana transportasi yang efisien dan efektif di

Indonesia guna melancarkan kegiatan perekonomian tersebut. Berbagai

macam alternatif telah dilakukan untuk menghubungkan dua daerah yang

terpisah baik terpisah oleh laut, sungai, ataupun lembah mulai dari pembuatan

trowongan, kereta gantung, hingga jembatan, namun hingga saat ini alternatif

pembangunan jembatan masih merupakan pilihan favorit para pemegang

kepentingan, karena pembangunan jembatan yang terbilang sudah sangat

umum, dan memiliki tingkat kesulitan yang lebih mudah dibandingkan

dengan alternatif lain. Seiring dengan berjalannya waktu, teknologi pun

semakin hari semakin berkembang, dahulunya jembatan dibangun dari kayu

dan batu-batu namun saat ini pembangunan jembatan telah berkembang

kearah material yang lebih ringan dan kuat, seperti beton, baja, dan komposit.

Bentuk atau konfigurasi pun semakin lama semakin berkembang, dari yang

dahulu hanya mengenal tipe arch dan jembatan gantung kini telah muncul

beragam inovasi tentang konfigurasi jembatan, mulai dari rangka baja, cable

stayed, prestress dan lain sebagainya, Apabila dahulu untuk mencapai suatu

daerah yang terpisah oleh lautan membutuhkan waktu berhari-hari sekarang

dengan adanya jembatan semua halangan tersebut dapat dilalui dalam

hitungan jam saja. Jembatan bisa dibuat dari bermacam-macam material,

seperti : kayu, beton, batu bata, baja, dan mungkin masih akan berkembang

material-material lain lagi.

Tentunya setiap material mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-

masing , baik bagi lingkungan maupun bagi kelangsungan hidup masyarakat.

Ada yang berdampak baik untuk lingkungan, ada pula yang berdampak

bahaya untuk lingkungan dalam proses pembuatannya. Ada yang

memberikan keuntungan buat masyarakat dengan adanya jembatan tersebut,

ada pula yang merasa terganggu dengan adanya jembatan tersebut.

Terlepas dari baik buruknya pembangunan jembatan, tidak bisa dipungkiri

lagi saat ini pembangunan jembatan sudah sangat banyak dilakukan di

Page 18: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

3 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

berbagai negara karena jembatan adalah kebutuhan yang sangat penting

dalam mendukung kegiatan perekonomian diantara kedua wilayah yang

terpisah, namun pembangunan jembatan pada saat ini mulai lebih banyak

mengarah pada jembatan dengan material baja dan komposit hal ini terjadi

karena material baja memiliki sifat yang lebih kuat di bandingkan beton

dengan berat dan dimensi yang sama, selain itu penggunaan material baja

juga memungkinkan bagi para arsitek untuk membuat jembatan dengan

desain yang unik dan artistik karena sifat material baja yang mudah dibentuk,

selain itu jembatan-jembatan bentang panjang biasanya banyak yang

menggunakan material baja di bandingkan beton, karena jembatan bentang

panjang dengan material beton akan membuat dimensi jembatan menjadi

sangat besar sehingga juga akan memiliki berat sendiri yang sangat besar.

Dengan melihat peran jembatan baja seperti yang telah dijelaskan diatas, oleh

karena itu pada kesempatan kali ini penulis akan mencoba membahas

jembatan dengan material baja dengan tipe truss yang dilihat dari kekuatan,

daya layan, dan metode konstruksi jembatan.

1.2 Tujuan

Tujuan dari proposal ini adalah menghasilkan suatu desain jembatan yang

sesuai dengan kriteria desain kompetisi ini. Kriteria desain yang dimaksud

adalah:

memenuhi syarat kekuatan,

memenuhi syarat kekakuan sehingga memberikan serviceability yang

baik,

memberikan estetika yang baik, serta berwawasan Nusantara Indonesia

ramah lingkungan, dan

ekonomis.

Karena medan kerja suatu konstruksi bisa bermacam-macam, maka untuk

dapat membangun jembatan yang sesuai dengan kriteria yang tersebut diatas,

akan diperlukan suatu metode konstruksi yang reliable dan aplikatif agar

dapat diterapkan pada segala jenis medan, termasuk medan yang sulit di-

Page 19: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

4 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

jangkau. Sehingga metode konstruksi menjadi salah satu bahasan penting

dalam proposal ini.

1.3 Metodologi

Untuk menentukan desain optimal jembatan yang sesuai dengan persyaratan

kompetisi, metode yang dilakukan adalah:

optimasi konfigurasi model jembatan,

optimasi konfigurasi penampang, dan

iterasi optimasi antara konfigurasi model dan penampang.

Sedangkan untuk menentukan metode pelaksanaan konstruksi yang optimal,

hal yang perlu diperhatikan antara lain:

medan eksisting,

ketersediaan alat bantu,

ketersediaan alat angkut.

1.4 Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data

Dalam mengumpulkan dan mengolah data, teknik yang dipakai adalah

sebagai berikut :

a) Studi kepustakaan, referensi sehubungan dasar teori pembuatan dan

perakitan jembatan diambil dari beberapa sumber buku dan internet.

b) bimbingan dengan dosen, beberapa hal mengenai metode pembuatan

dan perakitan jembatan ditanyakan langsung ke beberapa dosen

pengajar

c) kunjungan ke lapangan, mutu bahan dan contoh-contoh konfigurasi

banyakk mengambil contoh dari keadaan asli di lapangan.

1.5 Sistematika Pembahasan

Proposal ini terbagi menjadi tujuh bab, yaitu:

Bab I Pendahuluan

Page 20: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

5 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Pada bab ini dibahas mengenai pendahuluan, berisi latar belakang, rumu-

san masalah, tujuan, langkah pengerjaan serta metode-metode yang

digunakan dalam mendesain.

Bab II Desain Jembatan Ukuran Sebenarnya

Pada bab ini dibahas mengenai desain jembatan sebenarnya, berisi dasar

teori perancangan, sistem struktur, modelisasi struktur, analisis struktur,

dan desain komponen jembatan.

Bab III Desain Model Jembatan

Pada bab ini dibahas mengenai desain model jembatan, berisi dasar teori

model, kriteria perancangan, sistem struktur untuk model, dan sistem

sambungan.

Bab IV Metode Perakitan Model Jembatan

Pada bab ini dibahas mengenai perakitan model jembatan, berisi perakitan

model jembatan.

Bab V Metode Perawatan dan Perbaikan Jembatan Sebenarnya

Pada bab ini berisi tentang metode pemeriksaan, pemeliharaan dan

perbaikan jembatan.

Bab VI Rencana Anggaran Biaya

Pada bab ini dibahas mengenai estimasi biaya yang diperlukan untuk

mewujudkan konstruksi jembatan

Bab VII Penutup

Pada bab ini berisi tentang kesimpulan serta penutup dari perencanaan

jembatan.

Page 21: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

6 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

BAB II

DESAIN JEMBATAN UKURAN SEBENARNYA

2.1 Dasar Teori Perancangan

Jembatan dengan ukuran yang sebenarnya memiliki dimensi sebagai berikut:

Tabel 2. 1 Ukuran Jembatan Sebenarnya

Dimensi Besaran

Panjang 60 meter

Lebar 9 meter

Tinggi 6 meter

Jembatan yang didesain akan bekerja dengan prinsip elemen rangka batang

(truss bridge), dimana prinsip kerja dari jembatan rangka batang ini adalah

setiap elemen/batang-batang nya hanya menerima gaya aksial saja (tekan dan

tarik), tidak menerima momen. Landasan tema yang digunakan dalam

mendesain jembatan ini adalah “”. Pada perlombaan Kompetisi Jembatan

Indonesia (KJI) yang ke-9 ini, jembatan yang diperlombakan adalah jembatan

yang telah dimodelkan dengan skala 1:10.

Jembatan merupakan salah satu dari infrastruktur yang sangat berpengaruh di

dalam proses perkembangan dari suatu daerah. Jembatan sangat berpengaruh di

dalam perkembangan suatu daerah salah satunya adalah jembatan sebagai media

transportasi (akses), peran jembatan dalam hal transportasi sangat penting

dikarenakan jembatan sangat membantu akses-akses menuju suatu daerah,

terutama daerah-daerah yang harus melewati sungai atau laut, dimana

transportasi darat tidak dapat melewatinya jika tidak ada jembatan. Dan hal ini

akan sangat berpengaruh kepada perekonomian dari suatu daerah.

Maka dari itu dapat disimpulkan bahwa kehadiran jembatan pada suatu daerah

dapat menyokong pertumbuhan dari daerah tersebut.

Berikut ini adalah beberapa fungsi secara khusus dari jembatan:

Page 22: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

7 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

a. Jembatan sebagai prasaran transportasi

Fungsi utama jembatan adalah untuk menghubungkan dua daratan yang

terpisahkan oleh suatu halangan, seperti laut, selat, sungai, atau rawa. Tanpa

jembatan, memang halangan tersebut masih dapat diatasi. Moda-moda

transportasi untuk mengatasi halangan tersebut sudah cukup banyak,

misalnya kapal (moda laut) dan pesawat (moda udara).

Walau tersedia berbagai moda untuk melewati halangan tersebut, masih

banyak faktor yang mempengaruhi pemilihan moda. Faktor biaya adalah

salah satunya. Dengan memakai moda udara, tentu waktu tempuh yang

diperlukan jauh lebih cepat. Tetapi faktor biaya tidak bisa dilupakan begitu

saja. Moda laut memiliki karakteristik yang lain, tetapi bekerja dengan pola

yang sama.

Untuk jarak pendek sampai menengah, moda darat adalah yang paling

efisien dari segi cost-performance. Untuk jangka panjangnya, tentu yang

paling efisienlah yang dipilih. Melihat kebutuhan tersebut, maka hadirnya

jembatan adalah salah satu solusi.

b. Jembatan sebagai akselerator pertumbuhan daerah

Konsep fungsi ini sangat berkaitan erat dengan fungsi jembatan sebagai

prasarana transportasi. Kehadiran jembatan berarti membuka jalur untuk

moda darat. Untuk jarak pendek sampai sedang, moda daratlah yang paling

efisien. Tentu hal ini akan memicu pertumbuhan yang lebih pada daerah

tersebut, terutama pada sektor perekonomian.

c. Jembatan sebagai landmark suatu daerah

Tidak jarang jembatan dibangun sebagai simbol dari suatu kota/daerah,

semisal jembatan Ampera di Palembang dan Golden Bridge di San

Fransisco. Kemegahan dan keindahan jembatan tersebut dianggap mewakili

kemajuan kotanya. Fungsi ini sangat berkaitan erat dengan aspek estetika.

Jembatan yang dibangun tidak hanya harus kokoh, tetapi juga indah.

d. Jembatan sebagai bukti kemajuan teknologi

Page 23: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

8 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Jembatan bukanlah struktur yang sederhana. Banyak sekali aspek yang

berpengaruh di dalamnya. Apalagi fungsi utama jembatan adalah untuk

melintasi halangan. Baik analisis kekuatan dan metode konstruksinya sangat

ditentukan oleh halangan yang akan dilaluinya.

Jembatan tempo dulu pada umumnya sederhana dan berbentang pendek. Ini

karena belum begitu majunya teknologi pada saat itu. Seiiring

denganperkembangan jaman, jembatan mulai memiliki beragam bentuk dan

semakin rumit. Teknologi yang digunakan juga semakin baru, seperti cable-

stayed ataupun prestressed. Bentangnya pun juga semakin besar. Melihat

hal-hal tersebut dapat dikatakan bahwa jembatan adalah salah satu cerminan

teknologi dunia. Pada jembatan terukir buah-buah pemikiran dan inovasi

yang berkembang dari jaman ke jaman.

Pengertian jembatan secara umum adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk

menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan

seperti lembah yang dalam, alur sungai, danau, saluran irigasi, kali, jalan kereta

api, jalan raya yang melintang tidak sebidang dan lain-lain.

Jenis jembatan berdasarkan fungsi, bahan konstruksi, lokasi, dan tipe struktur

sekarang ini telah mengalami perkembangan pesat sesuai dengan kemajuan

jaman dan teknologi, mulai dari yang sederhana sampai pada konstruksi yang

mutakhir.

Berdasarkan fungsinya, jembatan dapat dibedakan sebagai berikut:

o Jembatan jalan raya (highway bridge)

o Jembatan jalan kereta api (railway bridge)

o Jembatan pejalan kaki atau penyeberangan (predestrian bridge)

Berdasarkan bahan konstruksinya, jembatan dapat dibedakan menjadi

beberapa macam, antara lain :

o Jembatan kayu (log bridge)

o Jembatan beton (concrete bridge)

o Jembatan beton prategang (prestressed concrete bridge)

o Jembatan baja (steel bridge)

o Jembatan komposit (compossite bridge)

Page 24: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

9 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Berdasarkan lokasinya, jembatan dapat dibedakan sebagai berikut:

o Jembatan di atas sungai atau danau

o Jembatan di atas lembah

o Jembatan di atas jalan yang ada (fly over)

o Jembatan di atas saluran irigasi/drainase (culvert)

o Jembatan di dermaga (jetty)

Berdasarkan tipe strukturnya, jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa

macam, antara lain :

o Jembatan plat (slab bridge)

o Jembatan plat berongga (voided slab bridge)

o Jembatan gelagar (girder bridge)

o Jembatan rangka (truss bridge)

o Jembatan pelengkung (arch bridge)

o Jembatan gantung (suspension bridge)

o Jembatan kabel (cable stayed bridge)

o Jembatan cantilever (cantilever bridge)

Berdasarkan panjang bentangnya, jembatan dapat dibedakan menjadi

beberapa macam, antara lain :

o Jembatan penting, panjang bentang jembatan 30 m.

o Jembatan tidak penting, panjang bentang jembatan 30 m.

Karakteristik dari jembatan sebenarnya yang akan dirancang berdasarkan dari

klasifikasi yang telah disebutkan diatas adalah sebagai berikut:

1. Klasifikasi berdasarkan fungsi jembatan: Jembatan Jalan Raya

2. Klasifikasi berdasarkan bahan konstruksi: Jembatan Baja

3. Klasifikasi berdasarkan lokasi: Jembatan di atas sungai

4. Klasifikasi berdasarkan tipe struktur: Jembatan Rangka (Truss Bridge)

5. Klasifikasi berdasarkan panjang bentang: Jembatan Penting

Jembatan yang akan dilombakan berdasarkan tipe strukturnya adalah Jembatan

Tipe Rangka (Truss Bridge). Adapun beberapa penjelasan dari prinsip kerja

Rangka Batang itu sendiri dan juga beberapa asumsi yang sangat penting untuk

Page 25: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

10 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

diketahui di dalam memodelkan jembatan tipe rangka ini apabil dibandingkan

dengan yang benar-benar terjadi di lapangan.

Berikut ini adalah penjelasan mengenai jembatan tipe rangka (Truss Bridge):

a. Pengertian jembatan tipe rangka (Truss Bridge)

Jembatan tipe rangka (Truss Bridge) merupakan suatu jembatan yang

tersusun dari elemen-elemen linear yang membentuk segitiga atau

kombinasi dari segitiga (dapat dilihat dari gambar contoh jembatan rangka

dibawah ini), sehingga menjadi bentuk rangka yang stabil (Geometricaly

Stable).

Gambar 2. 1 Contoh Jembatan Rangka (Truss Bridge)

b. Idealisasi dan Asumsi

Didalam menganalisis struktur dari rangka batang dapat digunakan asumsi-

asumsi sebagai berikut:

1. Batang-batang (members) saling terhubung pada satu titik buhul (joint)

dengan hubungan sendi (pin jointed).

2. Sumbu-sumbu dari batang bertemu di satu titik dalam joint tersebut.

3. Beban-beban yang bekerja dan reaksi-reaksi tumpuan berupa gaya-gaya

terpusat yang bekerja pada titik-titik buhul (joint).

Asumsi-asumsi yang dipaparkan di atas dapat dilihat pada beberapa gambar

di bawah ini:

Page 26: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

11 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 2 Sumbu Batang berkumpul di satu titik

Gambar 2. 3 Beban dan Reaksi Perletakan yang bekerja pada Joint

Asumsi-asumsi yang digunakan di dalam melalukan perhitungan pada

rangka batang (Truss) menjadikan struktur ini sesederhana munkin sehingga

memungkinkan suatu analisis dan penyelesaian secara manual.

Berikut ini adalah gambar dari gaya-gaya aksial yang bekerja pada batang,

dimana gaya yang bekerja pada rangka batang hanyalah gaya tarik dan tekan

saja (aksial sentris), tidak terdapat gaya geser dan momen.

Gambar 2. 4 Gaya Dalam yang bekerja pada batang akibat beban

luar yang bekerja

Page 27: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

12 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

c. Penyimpangan yang terjadi dalam dunia nyata

1. Batang-batang pada struktur tidak disambung dengan hubungan sendi,

melainkan dihubungkan dengan sambungan baut, paku keling atau

pengelasan ujung-ujung batang tersebut pada pelat buhul (gusset plate).

2. Seringkali juga digunakan batang-batang yang menerus di dalam

konstruksi rangka batang (Truss).

3. Seringkali juga bebang tidak bekerja pada titik buhul, contohnya adalah

letak gording pada struktur rangka atap yang tidak tetap diatas titik

buhul (bekerja pada bentang dari batang).

2.2 Kriteria Perancangan

Syarat-syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas dari suatu struktur harus

dipenuhi dalam perencanaan struktur. Namun syarat-syarat lain seperti estetika,

arsitektur, dan keekonomisan terkadang juga menjadi pertimbangan penting.

Syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas bisa diperoleh dari perhitungan

konvensional, sementara syarat estetika, arsitektur, dan keekonomisan suatu

struktur bisa ditinjau dari berbagai aspek. Dalam hal syarat keekonomisan, untuk

struktur baja dapat diidentikkan dengan volume minimum struktur. Untuk itu

perlu dilakukan optimasi pada struktur, agar diperoleh struktur dengan volume

material minimum. Menurut Teori Maxwell dan Mitchell, volume minimum

dapat dicapai dengan meminimumkan batang tarik atau batang tekan pada

struktur rangka, yang diaplikasikan dalam analisa ini, dimana volume minimum

diperoleh dengan cara mendiferensialkan volume total terhadap tinggi jembatan

tersebut.

Dalam merencanakan suatu jembatan, perlu memperhatikan hal-hal sebagai

berikut :

1. Pemilihan Lokasi/Alinyemen

Pada umumnya jembatan-jembatan direncanakan dengan mengikuti

rencana alinyemen dari jalan raya yang telah ditentukan terlebih dahulu,

akan tetapi dalam kondisi khusus dimana kemungkinan-kemungkinan

untuk membangun jembatan yang telah ditentukan tersebut tidak

Page 28: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

13 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

memungkinkan (karena kondisi tanah atau kondisi aliran sungai) maka

dimungkinkan alinyemen jalan sedikit dikorbankan.

2. Penentuan Kondisi Eksternal ( geometri jembatan, panjang, lebar dan

tinggi )

Pada pemilihan bentang panjang, posisi abutment, pier dan arah jembatan

harus mempertimbangkan unsur-unsur yang paling dominan, yaitu :

Topografi daerah setempat

Kondisi tanah dasar

Kondisi aliran sungai

3. Stabilitas Konstruksi

Stabilitas jembatan tentu saja menjadi tujuan utama dari perencanaan

jembatan, dengan selalu terikat pada prinsip bahwa konstruksi harus

memenuhi kriteria : kuat, kokoh dan stabil. Dalam perencanaan

dimungkinkan dilakukan kajian alternatif, sehingga dipilih alternatif yang

paling baik.

4. Ekonomis

Pertimbangan konstruksi juga harus memperhitungkan faktor ekonomis.

Dengan biaya seekonomis mungkin dapat dihasilkan jembatan yang kuat

dan aman.

5. Pertimbangan Pelaksanaan

Metode pelaksanaan harus mempertimbangkan kondisi lalu lintas yang ada

agar tetap berjalan dengan aman dan lancar.

6. Pertimbangan Pemeliharaan

Pertimbangan aspek pemeliharaan dalam perencanaan jembatan akan tetap

mendapatkan perhatian perencana dalam memilih bahan konstruksi dan

Page 29: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

14 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

tipe konstruksinya, misalnya faktor pengaruh air, garam zat korosif dan

sebagainya.

7. Keamanan dan Kenyamanan

Aspek keamanan merupakan faktor utama dalam perencanaan jembatan,

misalnya dalam pemasangan railing, trotoar tinggi dan lain-lain. Aspek

kenyamanan terletak pada alinyemen di sekitar jembatan ( terutama bila

ditikungan ) yang perlu dibuat dengan jari-jari yang cukup besar dan

perbedaan kelandaian yang kecil.

8. Estetika

Bentuk penampilan yang sesuai dengan lingkungan sekitarnya perlu

dipertimbangkan dalam pemilihan tipe setiap elemen konstruksi jembatan.

2.2.1 Material

Material yang digunakan dalam merancang jembatan ini adalah material

baja. Baja yang biasa digunakan untuk keperluan struktur adalah dari jenis:

rendah (< 0,15%)

Baja Karbon sedang (0,15 < 0,29%)⎯ umum untuk

Kadar Karbon struktur bangunan (misalnya BJ 37)

(fy = 210<250 MPa) medium (0,30<0,50%)

tinggi (0,60< 1,70%)

Baja karbon memiliki titik peralihan leleh yang tegas, peningkatan kadar

karbon akan meningkatan kuat leleh akan tetapi mengurangi daktilitas dan

menyulitkan proses pengelasan. Sebutan baja karbon berlaku untuk baja

yang mengandung unsure bukan besi dengan presentase maksimum

sebagai berikut :

a. Karbon 1.70 % c. Silikon 0.60 %

b. Mangan 1.65 % d. Tembaga 0.60 %

Page 30: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

15 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Baja Mutu Tinggi (fy = 275<480 MPa)

Menunjukkan titik peralihan leleh yang tegas. Didapat dengan

menambahkan unsur aloi (chromium, nickel, vanadium, dll) kedalam baja

karbon untuk mendapatkan bentuk mikrostruktur yang lebih halus.

Baja Aloi (fy = 550<760 MPa)

Tidak menunjukkan titik peralihan leleh yang tegas. Titik peralihan leleh

dapat ditentukan menggunakan metode tangens 2 o/oo atau metode

regangan 5 o/oo.

Gambar kurva tegangan-regangan dari macam-macam baja sebagai berikut

:

Gambar 2. 5 Kurva Tegangan dan Regangan

Baja yang biasa digunakan untuk baut adalah baut mutu standar (fub=415

MPa) atau baut mutu tinggi (fub=725<825 MPa; fyb=550<650 MPa).

Kawat las yang biasa digunakan dalam pengelasan struktur adalah E60xx

(fyw=345 MPa; fuw=415 MPa) atau E70xx (fyw=415 MPa; fuw=500

MPa).

Kurva tegangan-regangan yang umum akibat tarikan dalam daerah yang

lebih rinci diperlihatkan pada gambar dibawah ini.

Page 31: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

16 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 6 Kurva tegangan-regangan dalam daerah yang lebih

rinci

Kurva tegangan-regangan (lihat gambar 2.6) menunjukan bahwa hubungan

garis lurus berakhir di titik yang disebut batas proposional. Titik ini

umumnya berimpit dengan titik leleh baja structural yang titik lelehnya

mencapai 450 MPa. Untuk baja aloi penyimpangan garis lurus terjadi

perlahan-lahan seperti pada kurva (c).

Tegangan leleh, yaitu tegangan di titik leleh jika ada, atau tegangan yang

selaras dengan regangan tertentu untuk bahan dengn kelakuan tegangan-

regangan yang tidak linear secara bertahap.

Rasio tegangan dan regangan pada daerah garis lurus awal, disebut

modulus elastisitas, atau yang kita kenal sebagai modulus Young, E.

Besarnya E secara pendekatan dimbil nilai 200.000 MPa untuk baja

structural. Pada daerah garis lurus ini, pembebanan dan penghilangan

beban tidak menimbulkan deformasi, daerah ini disbut daerah elastis.

Untuk baja yang memiliki titik leleh seperti kurva (a) dan (b) pada gambar

2.2 keadaan regangan membesar namun tegangannya konstan disebut

daerah platis.

Kurva tegangan-regangan juga menunjukan daktilitas. Daktilitas antara

lain adalah besarnya regangan permanen (yaitu regangan yang melampaui

Page 32: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

17 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

batas proposional sampai titik gagal. Besarnya daktilitas diperoleh dari uji

tarik dengn menentukan presentase perpanjangan (dengan membandingkan

luas penampang lintang akhir dan semula. Daktilitas sangat penting,

karena memungkinkan terjadinya kelelahan setempat akibat tegangan yang

besar, sehingga distribusi tegangan berubah.

Sangat penting mengetahui perilaku baja terhadap hal-hal yang dapat

merubah perilaku semula baja. Penjelasan perilaku baja antara lain sebagai

berikut :

- Perilaku Baja pada Suhu Tinggi

Bila suhu mencapai 90oC, hubungan tegangan-regangan baja menjadi tidak

lagi proporsional dan peralihan kuat leleh menjadi tidak tegas. Modulus

elastisitas, E, kuat leleh, fy, dan kuat tarik, fu, tereduksi dengan sangat

nyata. Reduksi tersebut sangat besar pada rentang suhu 430<540oC. Pada

suhu sekitar 260 < 3200C, baja memperlihatkan sifat rangkak. Rangkak

yaitu perubahan regangan akibat tegangan.

- Pengerjaan dingin terhadap baja akan menghasilkan regangan permanen.

Terjadinya regangan permanen akan mengurangi daktilitas baja. Daktilitas

baja,µ , didefinisikan sebagai perbandingan antara regangan fraktur, Ɛf ,

terhadap regangan leleh Ɛy atau daktilitas µ=

Page 33: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

18 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 7 Kurva tegangan-regangan akibat pengerjaan dingin

terhadap baja

- Strain Aging

Perilaku baja terhadap peregangan yang mencapai kondisi strain

hardening atau penguatan regangan akan menunjukan perilaku yang

berbeda, tegangan leleh akan meningkat. Peregangan itu biasanya

diakibatkan pembebanan hingga mencapai penguatan regangan, kemudian

di bebas beban kan dalam jangka waktu yang panjang, maka kurva

tegangan regangan dapat dilihat seperti di bawah ini:

Gambar 2. 8 Pengaruh ‘strain aging’ akibat peregangan hingga

mencapai daerah penguatan regangan dan bebas beban.

Page 34: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

19 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

- Keruntuhan Getas

Pada umumnya keruntuhan baja besifat daktail, namun ada beberapa

kondisi yang sangat berbahaya, yang menyebabkan keruntuhan baja

berubah dari keruntuhan daktail menjadi keruntuhan getas. Keruntuhan

getas adalah jenis keruntuhan yang terjadi tanpa didahului oleh deformasi

plastis dan terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Dalam dunia

konstruksi, kondisi sepeti itu sangat tidak diijinkan, tidak dapat ditolerir

sama sekali. Keruntuhan getas dipengaruhi oleh suhu, kecepatan

pembebanan, tingkat tegangan, tebal pelat, dan geometri detailing.

Pada suhu normal, keruntuhan getas berpotensi untuk terjadi bila keadaan

tegangan cenderung bersifat multiaksial. Karena perubahan geometri yang

tiba-tiba sering menimbulkan keadaan tegangan multiaksial, konfigurasi

dan perubahan penampang harus dibuat sehalus mungkin untuk

menghindari terjadinya keruntuhan getas.

Hal-hal berikut ini perlu diperhatikan dalam mengantisipasi keruntuhan

getas:

1. Temperatur rendah meningkatkan resiko keruntuhan getas

2. Keruntuhan getas terjadi karena tegangan tarik

3. Pelat baja tebal meningkatkan resiko

4. Geometri tiga dimensi meningkatkan resiko

5. Adanya cacat baja meningkatkan resiko

6. Kecepatan pembebanan yang tinggi meningkatkan resiko

7. Sambungan las menimbulkan resiko

- Keruntuhan Lelah (fatigue)

Tegangan tarik yang bersifat siklis dapat menyebabkan keruntuhan

meskipun kuat leleh baja tidak pernah tercapai. Gejala tersebut dinamakan

keruntuhan lelah, dan terjadi akibat tegangan tarik yang bersifat siklis.

Keruntuhan atau keretakan yang terjadi bersifat progresif hingga mencapai

keadaan instabilitas.

Page 35: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

20 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Keruntuhan lelah dipengaruhi oleh beberapa faktor:

1. Jumlah siklus pembebanan

2. Taraf tegangan tarik yang terjadi (dibandingkan dengan kuat leleh)

3. Ukuran cacat-cacat dalam material baja

Dalam hal keruntuhan lelah, tegangan yang terjadi pada saat layan

merupakan pertimbangan utama, sedangkan mutu baja tidak memegang

peranan penting. Pengaruh beban mati juga tidak cukup sensitif. Namun,

geometri penampang dan kehalusan penyelesaian detailing memberikan

pengaruh yang dominan.

Baja merupakan material yang sangat popular di dunia konstruksi.

Material baja merupakan material kedua yang paling banyak di pakai di

Indonesia. Di Negara-negara maju, baja sudah banyak mendominasi

pembangunan konstruksi ketimbang beton. Material baja memiliki

beberapa kelebihan dan kekurangan, antara lain sebagai berikut:

1. Kekuatan tarik baja sangat tinggi, sama dengan kekuatan tekannya.

2. Baja lebih ringan dar beton, untuk mencapai kekuatan yang sama.

3. Elemen baja dapat dibongkar pasang dengan mudah. Selain mudah,

pembongkaran ulang elemen baja tidak merusak elemen itu sendiri.

Karena itu, elemen baja dapat digunakan berulang-ulang.

4. Mutu baja relatif sama, karena profil baja dibuat melalui proses

fabrikasi.

Selain kelebihan-kelebihan di atas, adapula kekurangan-kekurangan

materialbaja yang perlu di perhatikan, antara lain sebagai berikut:

1. Secara teoritis kekuatan tekan baja sampai kondisi lelehnya sama

dengan kekuatan tariknya. Namun kekhawatiran timbul pada saat

material baja ini dalam kondisi tekan. Apabila baja tersebut

mengalami tekan, maka ada hal yang perlu di perhatikan, yaitu tekuk.

Kondisi tekuk ini, mengimplikasikan baja tidak bisa mencapai

Page 36: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

21 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

kekuatan lelehnya. Sehingga kekuatan tekan baja, akan lebih kecil dari

kuat lelehnya. Tekuk dapat terjadi tergantung dari bahan dan

geometri. Tekuk dapat di artikan sebagai batas antara defleksi stabil

dan tak stabil suatu batang tekan. Kuat tekan komponen struktur yang

memikul gaya tekan ditentukan:

Bahan: Tegangan leleh

Tegangan sisa

Modulus elastisitas

Geometri: Penampang

Panjang komponen

Kondisi ujung dan penopang

Tekuk terjadi bisa diakibatkan beban tekan, lentur, geser, maupun

torsi. Tekuk terjadi apabila batang yang di pakai langsing. Besarnya

nilai kelangsingan suatu profil baja, yaitu perbandingan antara

panjang terkekang secara lateral dengan jari-jari girasi dari profil

tersebut. Salah satu cara menjadikan profil tersebut tidak langsing,

maka di pasang stiffener yang fungsinya mengekang secara lateral.

Sehingga panjang terkekang nya menjadi lebih kecil,

mengimplikasikan kelangsingannya menjadi lebih kecil juga. Berikut

contoh gambaran profil baja IWF yang mengalami tekuk akibat

macam-macam beban yang bekerja.

Page 37: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

22 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 9 Ilustrasi profil yang mengalami tekuk

2. Masalah yang paling umum pada material baja yaitu korosi. Korosi

lebih dikenal oleh masyarakat awam dengan kata karat. Baja akan

berkarat apabila terkena air. Berkaratnya baja menyebabkan

berkurangnya luasan baja, sehingga kapasitas baja tersebut akan

berkurang. Pelapisan baja dengan pelindung korosi dapat dilakukan

untuk menghindari korosi pada baja. Namun pelapisan tersebut tidak

membuat korosi pada baja tidak akan terjadi, namun hanya

memberikan waktu lebih lama sampai baja itu sendiri yang mengalam

korosi.

Untuk KJI ke-9, nilai properti dari baja yang akan digunakan untuk

mendesain jembatan ini adalah:

Tabel 2. 2 Nilai properti baja untuk desain jembatan sebenarnya

Jenis properti Nilai properti

Berat Jenis 7850 kg/m3

Modulus Elastisitas 200000 MPa

Poison Ratio 0.3

Tegangan Leleh 240 MPa

Tegangan Ultimate 370 MPa

Page 38: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

23 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2.2.2 Alat Sambung

Suatu konstruksi baja adalah susunan atau gabungan dari beberapa batang

baja yang digabung membentuk satu kesatuan konstuksi. Tujuan dari

adanya alat sambung, antara lain yaitu :

1. Untuk menggabungkan beberapa batang baja membentuk kesatuan

konstruksi sesuai kebutuhan.

2. Untuk mendapatkan ukuran baja sesuai kebutuhan (panjang, lebar,

tebal, dan sebagainya).

3. Untuk memudahkan penggantian bila ada suatu bagian dalam

konstruksi yang rusak.

4. Untuk memberikan ijin batang konstruksi yang diijinkan untuk

bergerak, misalnya muai-susut baja akibat perubahan suhu

5. Untuk memudahkan dalam penyetelan konstruksi baja di lapangan.

Macam-macam alat sambung konstruksi baja antara lain adalah las, baut,

dan paku keling. Namun, pada jaman sekarang paku keling sudah sangat

jarang digunakan lagi, dapat dikatakan hampir tidak pernah. Alat sambung

yang populer untuk konstruksi baja adalah las dan baut. Dalam merancang

Jembatan ini dipakai alat sambung berupa baut mutu tinggi. Macam-

macam alat sambung yang sudah disebutkan di atas dapat di lihat

sebagaimana gambar di bawah ini.

Gambar 2. 10 Las

Page 39: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

24 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 11 Baut

Gambar 2. 12 Paku Keling

Masing-masing alat sambung memiliki karakteristik yang berbeda, ada

kelebihan dan kekurangaanya. Kelebihan dan kekurangan dari masing-

masing alat sambung antara lain sebagai berikut:

Las

Menyambung baja dengan las adalah menyambung dengan cara

memanaskan baja hingga mencapai suhu lumer (meleleh) dengan ataupun

tanpa bahan pengisi, yang kemudian setelah dingin akan menyatu dengan

baik.

Kelebihan :

1) Pertemuan baja pada sambungan dapat melumer bersama elektrode las

dan menyatu dengan lebih kokoh (lebih sempurna)

2) Konstruksi sambungan memiliki bentuk lebih rapi.

Page 40: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

25 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

3) Konstruksi baja dengan sambungan las memiliki berat lebih ringan.

Dengan las berat sambungan hanya berkisar 1 – 1,5% dari berat

konstruksi, sedang dengan paku keling / baut berkisar 2,5 – 4% dari

berat konstruksi.

4) Pengerjaan konstruksi relatif lebih cepat (tak perlu membuat

lubanglubang pk/baut, tak perlu memasang potongan baja siku / pelat

penyambung, dan sebagainya.

5) Luas penampang batang baja tetap utuh karena tidak dilubangi,

sehingga kekuatannya utuh.

Kekurangan :

1) Kekuatan sambungan las sangat dipengaruhi oleh kualitas pengelasan.

Jika pengelasannya baik maka keuatan sambungan akan baik, tetapi

jika pengelasannya jelek/tidak sempurna maka kekuatan konstruksi

juga tidak baik bahkan membahayakan dan dapat berakibat fatal. Salah

satu sambungan las cacat lambat laun akan merembet rusaknya

sambungan yang lain dan akhirnya bangunan dapat runtuh yang

menyebabkan kekurangan materi yang tidak sedikit bahkan juga

korban jiwa. Oleh karena itu untuk konstruksi bangunan berat seperti

jembatan jalan raya / kereta api di Indonesia tidak diijinkan

menggunakan sambungan las.

2) Konstruksi sambungan tak dapat dibongkar-pasang.

Baut

Baut adalah alat sambung dengan batang bulat dan berulir, salah satu

ujungnya dibentuk kepala baut ( umumnya bentuk kepala segi enam ) dan

ujung lainnya dipasang mur/pengunci. Dalam pemakaian di lapangan, baut

dapat digunakan untuk membuat konstruksi sambungan tetap, sambungan

bergerak, maupun sambungan sementara yang dapat dibongkar/dilepas

kembali.

Page 41: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

26 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kelebihan :

1) Lebih mudah dalam pemasangan/penyetelan konstruksi di lapangan.

2) Konstruksi sambungan dapat dibongkar-pasang.

3) Dapat dipakai untuk menyambung dengan jumlah tebal baja > 4d (

tidak seperti paku keling dibatasi maksimum 4d ).

4) Dengan menggunakan jenis Baut Pass maka dapat digunakan untuk

konstruksi berat /jembatan.

Paku Keling

Paku keling adalah suatu alat sambung konstruksi baja yang terbuat dari

batang baja berpenampang bulat.

Kelebihan :

1) Tidak ada perubahan struktur dari logam disambung. Oleh karena itu

banyak dipakai pada pembebanan-pembebanan dinamis.

Kekurangan :

1) Ada pekerjaan mula berupa pengeboran lubang paku kelingnya, dan

kemungkinan terjadi karat di sekeliling lubang tadi selama paku keling

dipasang.

2) Tebal baja yang disambung terbatas, maksimum 4d saja.

Pada KJI ke-9 ini, alat sambung yang digunakan yaitu alat sambung

baut, agar sesuai dengan asumsi rangka batang yang telah di paparkan

sebelumnya, bahwa joint tidak menahan momen atau biasa kita sebut

release momen.

2.2.3 Beban

Pada saat proses design jembatan sebenarnya, perlu diperhatikan segala

macam beban yang mungkin terjadi dan atau terdapat dalam masa

Page 42: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

27 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

layannya ( kemampuan service nya). Selain beban-beban tersebut,

jembatan harus kuat terhadap beban alam yang terjadi, seperti : beban

angin (wind load), beban gempa (earthquake load), beban hujan. RSNI T-

02-2005 mengatur ketentuan beban-beban yang harus diperhitungkan

dalam perencanaan jembatan.

Secara garis besar, RSNI T-02-2005 membagi beban tersebut dalam 3

jenis beban, yaitu:

Beban Primer

Beban yang merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan pada

setiap perencanaan jembatan. Dibedakan menjadi :

1. Beban mati

Adalah semua beban tetap yang berasal dari berat sendiri jembatan atau

bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan yang

dianggap merupakan satu kesatuan dengannya.

2. Beban hidup

Adalah semua beban yang berasal dari berat kendaraan bergerak/lalu

lintas dan atau pejalan kaki yang dianggap bekerja pada struktur

(jembatan).

3. Beban mati primer

Adalah berat sendiri dari pelat dan sistem lainnya yang dipikul langsung

oleh masing-masing gelagar jembatan.

4. Beban mati sekunder

Adalah Berat kerb, trotoar, tiang sandaran dan lain-lain yang dipasang

setelah pelat di cor. Beban tersebut dianggap terbagi rata di seluruh

gelagar.

5. Beban lalu lintas

Adalah Seluruh beban hidup, arah vertikal dan horisontal, akibat aksi

kendaraan pada jembatan termasuk hubungannya dengan pengaruh

dinamis, tetapi tidak termasuk akibat tumbukan.

Page 43: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

28 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Beban Sekunder

Beban yang merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam

perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan. Dibedakan

menjadi :

1. Beban pelaksanaan

Adalah beban sementara yang mungkin bekerja pada bangunan secara

menyeluruh atau sebagian selama pelaksanaan.

Beban khusus

Beban yang merupakan beban-beban khusus untuk perhitungan tegangan

pada perencanaan jembatan.

Dalam proses perencanaan suatu struktur (dalam kasus ini adalah jembatan),

besar pembebanan harus dikalikan oleh suatu faktor beban yang nantinya akan

digunakan pada aksi nominal untuk menhitung aksi rencana. Adanya faktor

beban ini dikarenakan alasan sebagai berikut :

Adanya perbedaan yang tidak diinginkan pada beban

Ketidak-tepatan dalam memperkirakan pengaruh pembebanan

Adanya perbedaan ketepatan dimensi yang dicapai dalam pelaksanaan

Analisis pembebanan perlu dilakukan dalam proses perencanaan suatu jembatan

agar dapat diketahui manakah konfigurasi struktur yang paling efisien, manakah

profil yang dibutuhkan untuk menahan gaya-gaya yang bekerja pada masa

layannya tersebut, berapa lendutan yang terjadi akibat beban-beban tersebut

pada saat masa layan (serviceability).

Secara garis besar, pembebanan pada jembatan terdiri dari :

1. Beban Mati

Dalam kasus kali ini, beban mati pada jembatan terdiri dari :

Beban Berat Sendiri (beban struktur)

Beban pelat

Beban aspal

2. Beban Hidup

Page 44: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

29 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Beban hidup yang bekerja pada jembatan adalah beban lalu lintas yang

dibagi lagi menjadi beban Truk “T” dan beban Lajur “D”. Untuk

perencanaan kemudian dipilih mana beban terbesar antara beban truk dan

beban lajur. Umumnya beban lajur akan menjadi beban yang menentukan

dalam perencanaan jembatan untuk kategori bentang sedang sampai

panjang. Sedangkan beban truk akan menjadi beban yang menentukan

dalam perencanaan jembatan bentang pendek dan lantai (pelat) kendaraan.

Beban Truk “T”

Beban truk merupakan beban yang dihasilkan oleh kendaraan berat

tunggal dengan tiga gandar yang ditempatkan dalam kedudukan

sembarang pada lajur lalu lintas rencana. Tiap gandar terdiri dari

pembebanan yang dimaksud agar mewakili pengaruh roda kendaraan

berat. Hanya satu truk yang boleh ditempatkan per lajur lalu lintas

rencana.

Gambar 2. 13 Tampak samping dan tampak depan Truk

Gambar 2. 14 Detail beban truk akibat roda-roda di bawahnya

Beban Lajur “D”

Page 45: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

30 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Menurut RSNI T-02-2005 beban lajur terdiri dari beban garis terpusat

(BGT) dan beban terbagi rata (BTR) yang nantinya akan di define pada

jembatan arah memanjang dan arah melintang.

2. Arah memanjang

o Beban Garis Terpusat (BGT)

Besar BGT adalah P KN/m dimana besarnya P adalah 49

KN/m yang harus ditempatkan tegak lurus terhadap arah lalu

lintas jembatan dan di mana akan menghasilkan momen positif

maksimum

o Beban Terbagi Rata (BTR)

Besar BTR adalah q Kpa dimana besarnya q tergantung dari

panjang total “L” yang dibebani, sebagai berikut :

L ≤ 30 m,

L > 30 m,

Dimana :

q = intensitas beban terbagi rata dalam arah memanjang

jembatan (Kpa)

L = panjang total jembatan yang dibebani (meter)

Gambar 2. 15 Pola Pembebanan beban lajur "D" arah memanjang

Page 46: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

31 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2. Arah melintang

Berdasarkan RSNI T-02-2005, beban lajur “D” harus disusun pada

arah melintang sedemikian rupa sehingga menimbulkan momen

maksimum. Penyusunan komponen-komponen BTR dan BGT dari

beban “D” pada arah melintang harus sama. Penempatan beban ini

dilakukan dengan ketentuan sebagai berikut :

o Bila lebar jalur kendaraan jembatan kurang atau sama dengan

5,5 m, maka beban “D” harus ditempatkan pada seluruh jalur

dengan intensitas 100%.

o Apabila lebar jalur lebih besar dari 5,5 m , beban “D” harus

ditempatkan pada jumlah lajur lalu lintas rencana (n1) yang

berdekatan dengan intensitas 100%. Hasilnya adalah beban

garis ekuivalen sebesar n1 x 2,75 q kN/m dan beban terpusat

ekuivalen sebesar n1 x 2,75 p kN, kedua-duanya bekerja

berupa strip pada jalur selebar n1 x 2,75 m.

o Lajur lalu lintas rencana yang membentuk strip ini bisa

ditempatkan dimana saja pada jalur jembatan. Beban “D”

tambahan harus ditempatkan pada seluruh lebar sisa dari jalur

dengan intensitas sebesar 50%.

o Luas jalur yang ditempati median yang dimaksud harus

dianggap bagian jalur dan dibebani dengan beban yang sesuai,

kecuali apabila median tersebut terbuat dari penghalang lalu

lintas yang tetap.

Page 47: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

32 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 16 Penyebaran pembebanan pada arah melintang

Beban Dinamik

Faktor beban dinamik merupakan hasil interaksi antara kendaraan yang

bergerak dengan jembatan. Besarnya FBD tergantung kepada frekuensi

dasar dari suspensi kendaraan, biasanya antara 2 sampai 5 Hz untuk

kendraan berat, dan frekuensi dari getaran lentur jembatan. Untuk

perencanaan, FBD dinyatakan sebagai beban statis ekuivalen.

o Beban Lajur “D”

FBD merupakan fungsi dari panjang bentang ekuivalen. Untuk

bentang tunggal panjang, bentang ekuivalen diambil sama dengan

panjang bentang sebenarnya. Untuk bentang menerus panjang,

bentang ekuivalen LE diberikan dengan rumus seperti tabel berikut

:

Page 48: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

33 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 2. 3 Nilai DLA untuk setiap bentang ekuivalen LE

o Beban Truk “T”

Berdasarkan RSNI T-02-2005 Faktor Beban Dinamik (FBD) untuk

pembebanan truk diambil sebesar 30% (0,3).

Beban akibat Gaya Rem

Bekerjanya gaya-gaya di arah memanjang jembatan, akibat gaya rem

dan traksi harus ditinjau untuk kedua jurusan lalu lintas. Pengaruh ini

diperhitungkan senilai dengan gaya rem sebesar 5% dari beban lajur D

yang dianggap ada pada semua jalur lalu lintas, tanpa dikalikan dengan

faktor beban dinamis dan dalam satu jurusan. Gaya rem tersebut

dianggap bekerja secara horisontal dalam arah sumbu jembatan dengan

titik tangkap setinggi 1,8 m diatas permukaan lantai kendaraan. Beban

lajur “D” disini jangan direduksi bila panjang bentang melebihi 30 m,

digunakan rumus 1 :

Gaya Sentrifugal (khusus untuk jembatan yang ada tikungannya)

Beban pejalan kaki

Beban tumbuk pada peyangga jembatan

Beban-beban yang disebabkan oleh aksi lingkungan :

Beban Penurunan

Beban Angin

Page 49: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

34 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gaya nominal ultimate dan daya layan jembatan akibat angin

tergantung pada kecepatan angin rencana seperti berikut :

Dimana :

Vw adalah kecepatan angin rencana (m

/s) untuk keadaan batas yang

ditinjau

Cw adalah koefisien seret

Ab adalah luas ekuivalen bagian samping jembatan (m2)

Menurut RSNI T-02-2005, luas bagian samping jembatan adalah luas

total bagian yang masif dalam arah tegak lurus sumbu memanjnag

jembatan. Untuk jembatan rangka luas ekuivalen dianggap 30% dari

luas yang dibatasi oleh batang-batang bagian terluar.

Angin harus dianggap bekerja secara merata pada seluruh bangunan

atas;

Apbila suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis

merata tambahan arah horisontal harus diterapkan pada permukaan

lantai seperti rumus sebagai berikut :

Variasi nilai koefisien Cw dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel 2. 4 Variasi Koefisien Cw

Variasi nilai Vw dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Page 50: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

35 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 2. 5 Variasi kecepatan angin rencana (Vw)

Gaya Aliran Sungai

Hanyutan

Tumbukan batang kayu

Gaya apung

Gaya akibat suhu

Gaya gempa

Gaya gempa merupakan gaya percepatan yang terjadi pada suatu

struktur. Sifat gaya gempa ini sama dengan prinsip hukum newton II

yang menyatakan bahwa :

Dimana :

M = massa (Kg)

a = percepatan (m/s2)

dari persamaan tersebut menyatakan bahwa semakin besar massa suatu

struktur semakin besar gaya gempa yang diterima oleh struktur tersebut.

Faktor beban ultimit : KEQ = 1.0

1. Metode Statik Ekivalen

Beban gempa rencana dihitung dengan rumus :

dengan,

TEQ = gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN).

Kh = koefisien beban gempa horisontal .

I = faktor kepentingan.

Page 51: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

36 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Wt = berat total jembatan 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 penyera-

pan energy gempa (daktilitas) dari struktur jembatan.

Waktu getar struktur dihitung dengan rumus :

WTP = berat sendiri struktur dan beban mati tambahan (kN)

g = percepatan grafitasi (= 9.81 m/det2)

KP = kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yang diper-

lukan untuk menimbulkan satu satuan lendutan (kN/m).

Waktu getar alami / foundamental struktur jembatan dihitung

dengan software SAP2000 untuk pemodelan struktur 3-D (space frame)

yang memberikan respons berbagai ragam (mode) getaran yang menun-

jukkan perilaku dan fleksibilitas sistem struktur. Hasil ana-

lisis menunjukkan bahwa struktur jembatan mempunyai waktu getar

struktur yang berbeda pada arah memanjang dan melintang, sehingga

beban gempa rencana statik ekivalen yang berbeda harus dihitung untuk

masing-masing arah.

Dalam analisis struktur terhadap beban gempa, massa bangunan sangat

menentukan besarnya gaya inersia akibat gempa. Dalam analisis modal

(modal analysis) untuk penentuan waktu getar alami / fundamental

struktur, mode shape dan analisis dinamik dengan Spectrum Re-

spons maupun Time History, maka massa tambahan yang di-input pada

SAP2000 meliputi massa akibat beban mati yang bukan merupakan el-

emen struktur (MS) dan beban mati tambahan (MA). Dalam hal ini

massa akibat berat sendiri elemen struktur (kolom, balok, dan plat)

Page 52: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

37 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

sudah dihitung secara otomatis karena factor pengali berat sendiri (self

weight multiplier) pada Static Load Case untuk berat sendiri (DEAD)

adalah = 1.

Gambar 2. 17 Wilayah Gempa di Indonesia

2. Metode Analisis Response Spectrum

Besar beban gempa ditentukan oleh percepatan gempa rencana dan

massa total struktur. Massa total struktur terdiri dari berat sendiri ele-

men struktur (DEAD), berat sendiri elemen non-struktur (MS) dan

beban mati tambahan (MA). Percepatan gempa diambil dari data zone 3

Peta Wilayah Gempa Indonesia menurut Peraturan Perencanaan Teknis

Jembatan, 1992 (BMS-1992).

Nilai spectrum respons tersebut harus dikalikan dengan suatu factor

skala (scale factor) yang besarnya = g = percepatan grafitasi (g = 981

cm/det2). Dengan nilai scale factor yang digunakan adalah 9,81.

Analisis dinamik dilakukan dengan metode superposisi spectrum res-

ponse dengan mengambil response maksimum dari arah gempa melin-

tang jembatan (arah Y) maupun arah memanjang jembatan (arah X).

Nilai redaman untuk struktur beton diambil,Damping =

0,05. Digunakan number eigen NE = 12 dengan mass partisipation fac-

Page 53: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

38 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

tor ³ 90 % dengan kombinasi dinamis (modal combination) CQC

dan directional combination SRSS.

Gambar 2. 18 Respon Spektrum Gempa Untuk Indonesia Wilayah

3

3. Metode Analisis Dinamik Time History

Analisis dinamik linier riwayat waktu (time history) sangat cocok digu-

nakan untuk analisis struktur yang tidak beraturan terhadap pengaruh

gempa rencana. Mengingat gerakan tanah akibat gempa di suatu lokasi

sulit diperkirakan dengan tepat, maka sebagai input gempa dapat di-

dekati dengan gerakan tanah yang disimulasikan. Dalam analisis ini

digunakan hasil rekaman akselerogram gempa sebagai input data per-

cepatan gerakan tanah akibat gempa. Rekaman gerakan tanah akibat

gempa diambil dari akselerogram gempa El-Centro N-S yang pernah di-

rekam.

Dalam analisis ini redaman struktur yang harus diperhitungkan dapat

dianggap 5% dari redaman kritisnya.

Faktor skala yang digunakan:

dengan g = percepatan grafitasi (g = 981 cm/det2)

Page 54: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

39 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2.2.4 Peraturan Yang Digunakan

Standar rujukan yang dipakai untuk pendesainan jembatan sebenarnya

adalah AISC-LRFD 1999. Sedangkan untuk aturan pembebanan yang

dipakai sesuai dengan RSNI T-02-2005 tentang pembebanan untuk

jembatan.

2.2.5 Metodologi Perancangan

a) Menentukan konffigurasi jembatan dengan mempertimbangkan besar

lendutan dan berat struktur yang paling optimum. Dari seluruh

konfigurasi yang ada, maka dipilihlah konfigurasi tipe “Pratt” pada

jembatan model ini.

b) Memodelkan jembatan model dengan tipe “Pratt” sesuai dengan

ketentuan KJI 2013.

c) Material yang digunakan dalam pemodelan jembatan model adalah

material baja jenis BJ-37 dengan spesifikasi fy= 240 MPa dan fu=370

MPa

d) Memodelkan sistem struktur yang berlaku pada jembatan, yaitu

menentukan sambungan pada setiap joint di-release momen (sendi)

karena jembatan yang akan dirancang adalah jembatan rangka batang.

Perletakan dari struktur jembatan adalah perletakan sederhana di atas

2 tumpuan sendi-rol.

e) Mendefinisikan jenis-jenis beban yang terjadi pada struktur jembatan.

f) Mendefinisikan kombinasi-kombinasi beban berdasarkan peraturan

SNI 2847-2002

g) Memasukkan besar beban yang diterima jembatan sesuai dengan jenis

beban yang telah didefinisikan.

h) Pembebanan yang dipakai pada desain jembatan yang sebenarnya

adalah beban struktur dan beban beban lainnya yang mengacu pada

aturan RSNI T-02-2005. Karena kita merancang jembatan type pratt,

maka semua beban-beban hanya bekerja dijoint. Jadi semua beban-

beban di ubah menjadi beban terpusat pada joint.

Page 55: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

40 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

i) Pendesainan profil yang akan dipakai sesuai dengan peraturan AISC-

LRFD 1999.

j) Dengan menggunakan SAP 2000 untuk melakukan analisis sistem

struktur. Kemudian memunculkan gaya dalam tiap batang.

Menentukan luas minimum yang diperlukan untuk memikul gaya

dalam maksimum yang menjadi dasar dalam penentuan dimensi profil

yang akan digunakan.

k) Konfigurasi terpilih yaitu konfigurasi paling optimum, yaitu yang

menghasilkan lendutan terkecil dengan berat struktur seringan-

ringannya.

l) Setelah dipilih, maka didapatlah konfigurasi yang akan kita modelkan

semirip mungkin dengan keadaan aslinya masih menggunakan

software SAP2000. Berbeda dengan pemodelan sebelumnya, kali ini

struktur akan dimodelkan dalam bentuk 3D.

m) Jembatan akan dianalisa terhadap pembebanan yang sebenarnya.

Pembebanan yang dipakai mengikuti ketentuan pembebanan SNI,

yaitu beban “T” atau beban “D” sebagai beban hidupnya dan beban

gempa.

n) Setelah beban-beban di assign maka batang-batang tersebut akan

memberikan reaksi akibat aksi berupa gaya dalam. Gaya dalam yaitu

gaya akibat beban luar yang di pikul suatu benda, dalam hal ini

batang. Diambil suatu nilai gaya dalam maksimum sebagai acuan

awal dalam menentukan profil yang akan di pakai.

o) Berdasarkan luas minimum yang diperlukan untuk melayani gaya

dalam maksimum profil dari elemem-elemen tersebut dapat

ditentukan.

p) Setelah penentuan profil, cek berat struktur dan lendutan arah vertikal,

cek masih masuk dalam lendutan ijin atau tidak.

q) Profil yang telah memenuhi syarat kapasitas rencana dan lendutan ijin

dioptimasi seefisien mungkin. Optimasi akan menghasilkan

penghematan bahan dan juga pengurangan berat struktur.

Page 56: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

41 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2.3 Sistem Struktur

Sistem struktur yang digunakkan yaitu jembatan tipe through truss dengan konfigurasi struktur tipe pratt. Hubungan atau joint antar

batang merupakan sambungan release moment sehingga di tiap batang hanya akan menghasilkan gaya dalam aksial dan tidak ada gaya

dalam momen karena pada struktur rangka batang, joint diasumsikan seperti sendi sehingga tidak mampu menahan momen. Perletakan

pada jembatan menggunakan perletakan sederhana yaitu perletakan sendi-rol. Profil yang dipilih merupakan profil hasil optimasi

berdasarkan gaya dalam tiap batang. Berikut merupakan gambar dari struktur jembatan yang dimaksud :

Gambar 2. 19 Tampak samping jembatan

Gambar 2. 20 Tampak atas jembatan

Page 57: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

42 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2.4 Modelisasi Struktur

Untuk memudahkan proses analisis struktur, diperlukan modelisasi struktur

jembatan tersebut. Semakin baik dan detail modelisasi yang dilakukan maka

akan membuat hasil analisis menjadi lebih baik dan merepresentasikan keadaan

yang sebenarnya. Dalam kasus ini, proses modelisasi dapat menggunakan

software SAP 2000 V.14 dan akan menggunakan analisis 3D sehingga akan

lebih mendekati keadaan sebenarnya. Berikut adalah tahapan-tahapan dalam

modelisasi struktur tersebut :

1. Menggambar konfigurasi jembatan secara 3D dengan menggunakan software

SAP 2000 V.14

2. Define jenis dan spesifikasi material yang digunakan pada struktur jembatan

tersebut. Dalam kasus kali ini menggunakan material baja dengan mutu BJ-

37

Gambar 2. 21 Spesifikasi dan Jenis Material

Page 58: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

43 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

3. Define Pelat dan material yang digunakan untuk pelat tersebut. Dalam kasus

ini pelat terbuat dari material beton dengan tebal 20 cm dan Fc‟ = 40

(asumsi)

Gambar 2. 22 Jenis Material dan Spesifikasi Pelat

4. Define jenis-jenis beban yang terjadi pada struktur jembatan tersebut

Gambar 2. 23 Beban-beban yang bekerja pada jembatan

Page 59: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

44 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

5. Merelease momen tiap joint agar mendapatkan kondisi rangka batang dimana

joint berupa sendi.

Gambar 2. 24 Release momen di tiap joint

6. Define perletakan pada struktur jembatan. Dalam kasus ini adalah perletakan

sendi-rol

Gambar 2. 25 Perletakan Sendi

Page 60: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

45 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 26 Perletakan Rol

7. Memasukkan besar beban yang diterima jembatan sesuai dengan jenis

bebannya. Dalam kasus ini beban bekerja pada pelat.

Gambar 2. 27 Assign Area Load

8. Define beban gempa dengan mendefine terlebih dahulu respon spektral

rencana dengan mengasumsikan gempa terjadi di Bandung dengan kondisi

tanah sedang

Page 61: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

46 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 28 Define Fungsi dari respon spektral rencana gempa

9. Define beban gempa arah X

Gambar 2. 29 Define Gempa arah X

10. Define beban gempa arah Y

Page 62: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

47 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 30 Define Gempa arah Y

11. Define beban yang bekerja pada joint, dalam kasus ini beban yang bekerja

pada joint hanya beban angin

Gambar 2. 31 Define beban angin

12. Membuat kombinasi-kombinasi beban sesuai persyaratan, termasuk

kombinasi envelope dari kombinasi beban tersebut.

Page 63: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

48 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 32 Kombinasi-kombinasi beban

Gambar 2. 33 Beban Envelope

13. Melakukan perintah run pada software SAP 2000 v.14 tersebut

Page 64: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

49 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 34 Run Program

14. Menampilkan gaya dalam pada struktur akibat kombinasi beban yang

bekerja, dalam kasus ini akan ditampilkan gaya dalam akibat beban

envelope.

Gambar 2. 35 Gaya Dalam Struktur Akibat beban envelope

Gambar 2. 36 Gaya dalam pada struktur 3D jembatan

Page 65: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

50 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

15. Define profil yang akan digunakan yang efisien untuk menahan gaya dalam

yang terjadi akibat beban envelope tersebut.

Gambar 2. 37 Define Profil pada Struktur Jembatan

2.5 Analisis Struktur

Analisis struktur merupakan suatu tahapan yang perlu dilakukan oleh seorang

civil engineer dalam proses pembangunan suatu struktur (gedung, jembatan,

waduk, dll). Dalam analisis struktur dilakukan analisis apakah gaya dalam yang

timbul akibat beban-beban yang bekerja pada suatu struktur mampu ditahan oleh

kekuatan nominal material struktur, selain itu juga dilakukan analisis apakah

defleksi yang terjadi pada suatu struktur akibat beban-beban yang bekerja masih

memenuhi persyaratan ijin di masa layan suatu struktur (dalam kasus defleksi,

defleksi suatu struktur di pengaruhi oleh kekakuan suatu material struktur)

2.5.1 Pembebanan Struktur

Dalam proses design suatu jembatan, diperlukan analisis terhadap beban-

beban yang mungkin bekerja pada suatu jembatan agar

merepresentasikan keadaan yang sebenarnya. Dalam kasus kali ini,

pembebanan jembatan menggunakan peraturan RSNI T-02-2005 yang

mengatur mengenai pembebanan untuk jembatan. Berdasarkan peraturan

tsb, beban-beban yang bekerja pada jembatan adalah :

Page 66: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

51 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

a. Beban Permanent, terdiri dari :

Berat Sendiri, adalah beban yang berasal dari berat sendiri dari

struktur jembatan. Dalam kasus ini, beban berat sendiri sudah

dihitung secara otomatis dalam software SAP 2000 tersebut.

Beban Pelat, adalah beban yang berasal dari berat sendiri pelat.

Dalam kasus ini, diasumsikan tebal pelat adalah 200 mm dan

sudah diperhitungkan secara otomatis dalam software SAP 2000

tersebut.

Beban Trotoar, adalah beban yang berasal dari berat sendiri

trotoar. Dalam kasus ini, diasumsikan lebar trotoar adalah 50 cm

dengan tebal trotoar adalah 40 cm. Berikut adalah contoh

perhitungannya :

Diketahui :

Lebar trotoar : 50 cm

Tebal trotoar : 40 cm

L jembatan : 60 m

Berat jenis beton : 25 KN

/m3

Luas Sectional : 0,2 m2 (berdasarkan autocad)

Beban Trotoar :

Luas Perm trotoar :

Beban/Luas :

Beban Aspal, adalah beban yang berasal dari berat sendiri aspal.

Dalam kasus ini tebal pelat diasumsikan 50 mm. Tabel

perhitungan beban aspal dapat dilihat sebagai berikut :

Page 67: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

52 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 2. 6 Perhitungan Beban Aspal

tebal aspal 0,05 m

berat jenis 22 KN/m3

Luas sectional 0,45 m2

L jembatan 60 m

beban aspal 594 KN

Luas perm aspal 480 m2

Beban/Luas 1,2375 KN/m2

Keterangan :

Gambar 2. 38 Irisan Penampang Jalan

b. Beban Lalu lintas, terdiri dari :

Beban “D”

Gambar 2. 39 Beban Lajur "D"

Diberikan pada seluruh pelat lantai jembatan yang akan dilewati

kendaraan, sehingga beban lajur “D” tergantung dari lebar jalur

kendaraan. Menurut RSNI T-02-2005, Beban lajur “D” menjadi

Page 68: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

53 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

penentu dalam perhitungan jembatan yang mempunyai bentang

sedang sampai panjang. Beban “D” sendiri terbagi menjadi :

o Beban Terbagi Rata (BTR)

BTR mempunyai intensitas sebesar q Kpa, yang tergantung

berdasarkan panjang dari jembatan. Berikut adalah contoh

perhitungan BTR dalam jembatan tersebut :

L jembatan : 60 m

q (100%) :

q (50%) :

Jumlah Lajur : 2 Buah (Asumsi)

Lebar trotoar total : 1 m

Lebar intensitas 100% :

Lebar intensitas 50 %

:

Faktor Beban Dinamik :

q (100%) akibat FBD :

q (50%) akibat FBD :

Page 69: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

54 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 40 Pola Penyebaran pembebanan BTR pada

arah melintang

Gambar 2. 41 Faktor Beban Dinamik

o Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT memiliki intensitas sebesar p KPa yang ditempatkan tegak

lurus terhadap arah lalu lintas jembatan. Untuk analisis

perhitungan, umumnya beban BGT di letakkan di tengah

bentang dimana akan memberikan gaya dalam maksimum.

Besarnya intensitas p adalah 49 KN/m. Berikut adalah contoh

perhitungan beban BGT :

Beban BGT : 49 KN/m

Faktor Beban Dinamik :

Beban akibat FBD :

Page 70: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

55 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Beban Rem

Gaya rem bekerja sebagai gaya di arah memanjang jembatan

(arah horisontal) dan harus ditinjau untuk kedua jurusan lalu

lintas. Berdasarkan RSNI T-02-2005, pengaruh gaya rem

diperhitungkan sebesar 5% dari beban lajur “D” tanpa dikalikan

dengan faktor beban dinamik dan dalam satu jurusan. Beban

lajur “D” disini jangan direduksi apabila panjang bentang

melebihi 30 m, digunakan rumus

q = 9 Kpa

Berikut adalah contoh perhitungannya :

L jembatan : 60 m

q : 9 Kpa

Beban Rem :

Beban Pejalan Kaki

Berdasarkan RSNI T-02-2005, besarnya beban pejalan kaki

adalah 5 KPa. Dalam kasus ini, jembatan mempunyai 2 trotoar

di kiri dan kanan jembatan, sehingga pada bagian samping

kanan dan kiri akan bekerja gaya sebesar 5 Kpa.

c. Beban Lingkungan

Beban Gempa

Gempa merupakan suatu fenomena alam yang terjadi akibat

adanya pergerakan tanah yang mengakibatkan tanah bergerak

dan menimbulkan percepatan. Pada umumnya gaya gempa

hanya memberikan percepatan pada suatu struktur dalam perode

tertentu, sehingga gaya gempa ditentukan oleh massa dari suatu

struktur diatas tanah bergerak tersebut. Semakin besar massa

Page 71: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

56 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

suatu strutkur, semakin besar pula gaya gempa yang dialami

atau dirasakan struktur tersebut. Secara umum, ada banyak

metode untuk menentukan perencanaan struktur terhadap gaya

gempa yang terjadi. Namun dalam kasus ini, digunakan respon

spektral rencana dan perhitungan akan dilakukan secara

otomatis di software SAP 2000 v.14 dengan memasukkan fungsi

respon spektra rencana tersebut.

Gambar 2. 42 Respon Spektra Gempa Rencana

Berikut adalah tahapan menentukan fungsi respon spektra

rencana gempa tersebut :

1. Menentukan lokasi jembatan tersebut akan dibangun dan

mengklasifikasikan apakah jembatan tersebut merupakan

jembatan penting atau tidak.

Dalam kasus ini, jembatan akan dibangun di kota Bandung

dengan asumsi kondisi tanah sedang. Selain itu, jembatan

merupakan jembatan penting karena juga akan digunakan

untuk arus lalu lintas, sehingga berdasarkan SNI 03-2833-

20XX, jembatan mempunyai peridoe ulang gempa rencana

1000 tahun (7 % - 75 tahun).

Page 72: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

57 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 2. 7 Klasifikasi Jembatan berdasarkan

Kepentingannya

2. Menentukan nilai As (saat T = 0 detik)

As adalah nilai percepatan puncak di permukaan tanah

berdasarkan klasifikasi situs. Nilai As didapat dari formula :

Dimana nilai FPGA dan PGA didapat dari tabel. Berikut

adalah tabel perhitungan penentuan As :

Tabel 2. 8 Perhitungan Nilai As

PGA bandung 0,3 g - 0,4 g (peta)

misal ambil nilai 0,35 g

jenis tanah sedang (asumsi)

F PGA Bandung 1,15

As 0,4025 g

Page 73: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

58 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 43 Peta Percepatan puncak di batuan dasar

(PGA) untuk probabilitas terlampaui 7 % dalam 75

tahun

Tabel 2. 9 Nilai Percepatan Puncak di Permukaan

Tanah

3. Menentukan nilai respon spektra di permukaan tanah

Secara umum, nilai respon spektra di permukaan tanah

ditentukan dari dua nilai percepatan puncak yang mengacu

pada peta gempa indonesia 2010 (Ss dan S1), serta nilai-

nilai faktor amplifikasi Fa dan Fv. Berikut adalah contoh

perumusan respon spektra tersebut:

Respon Spektra periode 0,2 detik

Berdasarkan peta respon spektra T=0,2 detik, dengan

probabilitas terlampaui 7%-75 tahun, diperoleh data sebagai

berikut :

Page 74: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

59 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 2. 10 Penentuan nilai SDS

Ss di wilayah

bandung 0,6 g - 0,7 g (peta)

misal ambil nilai 0,65 g

Jenis tanah sedang asumsi

Fa wilayah bandung 1,28 (interpolasi)

SDS 0,832 g

Dimana nilai SDS didapat dari formula :

Gambar 2. 44 Peta Respon Spektra percepatan 0,2

detik di batuan dasar untuk probabilitas terlampaui 7%

dalam 75 tahun

Respon Spektra periode 1 detik

Berdasarkan peta respon spektra T=1 detik, dengan

probabilitas terlampaui 7%-75 tahun, diperoleh data sebagai

berikut :

Tabel 2. 11 Penentuan Nilai SD1

S1 di wilayah bandung 0,3 g-0,4 g (peta)

misal ambil nilai 0,35 g

jenis tanah sedang asumsi

Fv wilayah bandung 1,7 (interpolasi)

Page 75: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

60 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

SD1 0,595 g

Dimana nilai SD1 didapat dari formula :

Gambar 2. 45 Peta Respon Spektra Percepatan 1 detik

di batuan dasar untuk probabilitas terlampaui 7% dlm

75 tahun

Tabel 2. 12 Faktor amplifikasi untuk periode 1 detik

(Fv)

Dari langkah-langkah perhitungan diatas didapat data

sebagai berikut :

Tabel 2. 13 Kesimpulan data Respon Spektra Gempa

Rencana Bandung

As 0,4025 g

SDS 0,832 g

SD1 0,595 g

Ts 0,715144231 detik

T0 0,143028846 detik

Page 76: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

61 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Lokasi Bandung

Jenis Tanah Sedang

4. Menggambarkan fungsi dari respon spektra gempa rencana

tersebut.

Berdasarkan perhitungan sesuai gambar respon spektra

diatas, didapat data sebagai berikut :

Tabel 2. 14 Fungsi Respon Spektra Gempa Rencana

Periode (T) Respon Spektra Percepatan

(g)

0 0,4025

0,143028846 0,832

0,2 0,832

0,715144231 0,832

0,8 0,74375

0,85 0,7

0,9 0,661111111

0,95 0,626315789

1 0,595

1,05 0,566666667

1,1 0,540909091

1,15 0,517391304

1,2 0,495833333

1,25 0,476

1,3 0,457692308

1,35 0,440740741

1,4 0,425

1,45 0,410344828

1,5 0,396666667

2 0,2975

Page 77: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

62 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2,5 0,238

3 0,198333333

3,5 0,17

4 0,14875

4,5 0,132222222

5 0,119

Berikut adalah grafik dari fungsi respon spektra gempa

rencana tersebut :

Gambar 2. 46 Respon Spektra Rencana

Beban Angin

Beban angin merupakan aksi lingkungan yang bekerja pada

struktur. Beban angin tidak bisa dihiraukan, terutama pada

jembatan bentang panjang. Angin memberikan gaya horizontal

yang tegak lurus bidang samping jembatan. Besarnya gaya angin

yang bekerja dipengaruhi oleh luas bidang samping jembatan.

Dalam perencanaan Beban Angin, peraturan yang digunakan

adalah RSNI T-02-2005.

Gaya nominal ultimate dan daya layan jembatan akibat angin

tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut:

TEW = 0,0006 Cw (Vw)2Ab [ kN ]

Page 78: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

63 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Dimana :

VW adalah kecepatan angin rencana (m/s) untuk keadaan batas

yang ditinjau.

CW adalah koefisien seret.

Ab adalah luas equivalen bagian samping jembatan (m2)

Luas ekuivalen bagian samping jembatan adalah luas total

bagian yang masif dalam arah tegak lurus sumbu memanjang

jembatan. Untuk jembatan rangka luas ekivalen ini dianggap 30

% dari luas yang dibatasi oleh batang-batang bagian terluar.

Berikut adalah tabel perhitungan beban angin pada jembatan

tersebut :

Tabel 2. 15 Perhitungan Beban Angin

b/d 1,5

Cw 1,8 (interpolasi)

Vw 30 m/s

A total tampak samping

jembatan 286,6204 m2

Ab 85,98612 m2

TEW 83,57850864 KN

Jumlah joint 20

beban per joint 4,178925432 KN

Page 79: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

64 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 2. 16 Variasi Nilai Koefisien

Seret

Tabel 2. 17 Variasi Nilai Kecepatan Angin Rencana

2.5.2 Kombinasi Pembebanan

Berdasarkan SNI 2847-2002, terdapat beberapa kombinasi pembebanan

yang harus dilakukan dalam melakukan analisa struktur ,yaitu :

Kombinasi Pembebanan Gravitasi:

1,2 DL

1.2 DL + 1.6 LL

Kombinasi Pembebanan Gempa:

Untuk mensimulasikan arah pengaruh gempa rencana yang

sembarang terhadap struktur gedung, pengaruh pembebanan gempa

dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap

terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah

tegak lurus pada arah utama pembebanan tetapi dengan efektifitas

hanya 30%.

1.2 DL + 1.0 LL + 1.0 EX + 0.3 EY

1.2 DL + 1.0 LL + 1.0 EX - 0.3 EY

Page 80: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

65 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

1.2 DL + 1.0 LL - 1.0 EX + 0.3 EY

1.2 DL + 1.0 LL - 1.0 EX - 0.3 EY

1.2 DL + 1.0 LL + 0.3 EX +1.0 EY

1.2 DL + 1.0 LL + 0.3 EX -1.0 EY

1.2 DL + 1.0 LL - 0.3 EX +1.0 EY

1.2 DL + 1.0 LL - 0.3 EX -1.0 EY

0.9 DL + 1.0 EX + 0.3 EY

0.9 DL + 1.0 EX - 0.3 EY

0.9 DL - 1.0 EX + 0.3 EY

0.9 DL - 1.0 EX - 0.3 EY

0.9 DL + 0.3 EX +1.0 EY

0.9 DL + 0.3 EX -1.0 EY

0.9 DL - 0.3 EX +1.0 EY

0.9 DL - 0.3 EX -1.0 EY

Kombinasi Pembebanan Angin

1.2DL+1.6LL+0.8W1

1.2DL+1.6LL-0.8W1

1.2DL+1.6LL+0.8W2

1.2DL+1.6LL-0.8W2

0.9DL+1.6W1

0.9DL-1.6W1

0.9DL+1.6W2

0.9DL-1.6W2

1.2DL+LL+1.6W1

1.2DL+LL-1.6W1

1.2DL+LL+1.6W2

1.2DL+LL-1.6W2

Kombinasi beban diatas dapat dicari nilai envelope

(maksimum/minimumnya) dengan cara mengubah Load Combination

Type menjadi Envelope, kemudian memasukkan semua kombinasi diatas

dalam kombinasi yang baru tersebut.

Page 81: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

66 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2.5.3 Analisis Gaya Dalam

Pembebanan yang dilakukan pada struktur akan membuat struktur

memberikan respon berupa gaya dalam. Dalam jembatan rangka batang,

respon yang dominan terjadi adalah berupa gaya dalam aksial karena

pada rangka batang, beban didistribusikan ke joint yang membuat beban

hanya di tahan oleh joint sehingga tidak akan menimbulkan gaya dalam

momen.

Besarnya gaya dalam yang terjadi bergantung pada kombinasi beban

yang dilakukan. Pada analisis gaya dalam ini, kombinasi beban yang

digunakan adalah kombinasi envelope, dimana kombinasi envelope ini

merupakan gabungan kombinasi-kombinasi beban yang menghasilkan

gaya dalam paling maksimum/minimum.

Berikut ini adalah gaya dalam struktur yang terjadi akibat kombinasi

envelope.

Gambar 2. 47 Gaya dalam akibat kombinasi beban envelope

Gambar 2. 48 Gaya Dalam Akibat kombinasi beban envelope pada

struktur 3D

Page 82: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

67 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Berikut adalah komponen-komponen penyusun jembatan tersebut :

Gambar 2. 49 Komponen Jembatan Tampak Samping

Gambar 2. 50 Komponen Jembatan Tampak Bawah

Berdasarkan analisis dengan menggunakan software SAP 2000 v.14,

didapat nilai gaya dalam masing-masing batang pada setiap segmen

adalah :

Tabel 2. 18 Gaya Dalam yang terjadi akibat kombinasi beban

envelope

Segmen ke- Jenis Komponen

Gaya

Dalam

Aksial

(KN)

Gaya Dalam

Momen

(KN-m)

1 Batang diagonal ujung -4322,665 8,2595

Page 83: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

68 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

bottom chord 644,46 1,0928

Batang Vertikal 349,211 0

Cross Girder -564,237 339,8023

Bracing 8,412 0,7654

2

Top Chord -5494,557 10,0722

Bottom Chord 9,284

1,3273 -42,543

Diagonal 3281,113 7,0162

Batang Vertikal -1639,883 0

Cross Girder 124,333

324,0593 -173,737

Bracing -19,705 4,9434

3

Top Chord -7118,77 20,0507

Bottom Chord 350,062 2,3969

Diagonal 1977,844 7,676

Batang Vertikal -534,269 0

Cross Girder -443,378 858,185

Bracing 8,614 0,9268

4

Top Chord -8699,332 35,1741

Bottom Chord 306,115 3,5126

Diagonal 538,912 11,1157

Batang Vertikal -451,914 0

Cross Girder -506,464 849,2777

Bracing 9,369 1,065

5

Top Chord -9550,689 51,6027

bottom chord 456,235 3,5126

Diagonal 1068,89 7,1875

Batang Vertikal -62,473 0

Cross Girder 1 -796,527 1099,9353

Bracing 16,616 1,065

Cross Girder 2 -1339,38 2483,6572

Page 84: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

69 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Keterangan : tanda (-) menunjukkan gaya aksial tekan, tanda (+)

menunjukkan gaya aksial tarik

2.5.4 Analisis Lendutan

Dalam perencanaan suatu struktur, dalam kasus ini adalah jembatan,

selain harus kuat menahan semua beban yang terjadi, struktur harus

mampu memberikan serviceability yang baik dalam masa layan suatu

struktur tersebut. Kemampuan struktur untuk memberikan serviceability

yang baik dinilai dari parameter defleksi yang terjadi pad struktur akibat

beban yang bekerja. Berdasarkan SNI jembatan, defleksi maksimal yang

boleh terjadi pada suatu jembatan akibat beban Live Load adalah :

Dimana :

δ : defleksi jembatan (mm)

L : panjang jembatan (mm)

Dalam kasus ini, panjang jembatan (L) adalah 60 m, sehingga defleksi

maksimal yang diijinkan akibat Live Load berdasarkan SNI adalah :

Berdasarkan analisis menggunakan software SAP 2000 v.14, akibat gaya

live load (BTR, BGT, Pejalan Kaki, Beban Rem) menghasilkan defleksi

sebesar 58,9 mm. Oleh karena defleksi yang terjadi (58,9 mm) lebih kecil

daripada defleksi ijin (60 mm), maka struktur jembatan tersebut mampu

memberikan serviceability yang baik. Untuk tambahan, defleksi pada

suatu struktur dapat di perkecil dengan memperbesar penampang profil

dari suatu jembatan karena besar defleksi untuk jembatan rangka batang

dipengaruhi oleh faktor kekakuan penampang profil penyusun struktur

jembatan (Modulus elastisitas [E] dan Luas Penampang [A]). Berikut

Page 85: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

70 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

adalah formula dasar dengan metode “unit load “ untuk menentukan

besar defleksi pada struktur rangka batang :

Dimana :

N : Besar Gaya dalam akibat beban yang bekerja

n : Besar gaya dalam akibat beban maya yang bekerja

L : Panjang Jembatan

A : Luas Penampang Profil

E : Modulus Elastisitas Profil

2.6 Desain Komponen

Konsep dari pendesainan komponen struktur adalah besar kapasitas terfaktor

lebih dari sama dengan beban rencana.

Dalam struktur jembatan rangka batang, terdapat 2 komponen penting yang

harus diperhatikan, yaitu : Profil dan Sambungan.

Berikut adalah proses desain yang dilakukan :

2.6.1 Desain Profil

Dalam perencanaan profil suatu struktur (jembatan), perlu dilakukan

pengecekan dan perhitungan apakah kekuatan bahan, mampu menahan

gaya-gaya dalam yang terjadi pada struktur akibat beban-beban yang

terjadi. Oleh karena itulah diperlukan perhitungan kapasitas tarik, tekan,

dan lentur masing-masing profil penyusun struktur.

2.6.1.1 Tahanan Tarik

Page 86: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

71 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Dalam perencanaan tahanan tarik material baja, kekuatan nominal

selalu bergantung pada 5 kondisi batas, yaitu :

o Leleh pada luasan kotor penampang untuk penampang utuh

(kegagalan leleh tanpa fraktur)

ФTn , dimana Ф = 0,9

o Fraktur pada penampang bersih, tergantung pada jumlah baut

dan ukuran baut

ФTn , dimana : ,

, Ф = 0,75

o Keruntuhan akibat blok geser

Geser leleh – tarik fraktur ( Fu Ant ≥ 0,6 Fu Anv)

ФTn

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

ФTn

Dimana : Agv = luas kotor akibat geser

Anv = luas bersih akibat geser

Agt = luas kotor akibat tarik

Ant= luas bersih akibat tarik

Ф = 0,75

o Kegagalan pada sambungan

Setiap struktur baja merupakan gabungan dari beberapa

komponen batang yang disatukan dengan alat pengencang.

Alat pengencang inilah yang kita sebut dengan sambungan.

Page 87: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

72 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Di dalam struktur baja, Sambungan dibedakan menjadi

sambungan baut dan sambungan las.

Pada batang tarik mode kegagalan bisa juga terjadi pada

sambungan karena sambungan tidak cukup kuat menahan

gaya yang bekerja.

Secara umum, sambungan pada baut terdiri dari :

Sambungan baut

Tahanan nominal baut : Ru ≤ Ф Rn , Ф = 0,75

Tahanan geser baut

Rn

Dimana : r1 = 0,5 untuk baut tanpa ulir pada bidang

geser

r1 = 0,4 untuk baut dengan ulir pada bidang geser

Fu = kuat tarik baut

Ab = luas bruto penampang baut pada daerah tak

berulir

m = jumlah bidang geser

Tahanan tarik baut

Rn

Tahanan tumpu baut

Rn

Dimana : d = diameter baut pada daerah tak berulir

t = tebal pelat

Page 88: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

73 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Fu p= kuat tarik putus terendah dari baut atau pelat

Sambungan Las

Tahanan nominal las: Ru ≤ Ф Rnw

Las Tumpul

bila sambungan dibebani gaya tarik/tekan terhadap luas

efektif, maka :

Ф Rnw = 0,9 t Fy (bahan dasar)

Ф Rnw = 0,9 t Fyw (bahan las)

Bila sambungan dibebani gaya geser terhadap luas

efektif, maka :

Ф Rnw = 0,9 t (0,6 Fy) (bahan dasar)

Ф Rnw = 0,8 t (0,6 Fuw) (bahan las)

Las Sudut

Kuat rencana per satuan panjang las sudut ditentukan

sebagai berikut :

Ф Rnw = 0,75 t (0,6 Fu) (bahan dasar)

Ф Rnw = 0,75 t (0,6 Fuw) (bahan las)

o Kegagalan pada pelat buhul akibat gaya tarik

Dalam kasus kegagalan ini perlu dilakukan perencanaan pelat

agar gagal tidak terjadi pada pelat, melainkan pada profil.

2.6.1.2 Tahanan Tekan

Secara teori, kekuatan tarik dan tekan suatu profil baja adalah

sama. Namun hal ini sering tidak tercapai dikarenakan baja

mengalami suatu kondisi yang dinamakan tekuk. Pada baja terjadi

Page 89: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

74 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2 tekuk yaitu: Tekuk Global dan Lokal. Kemampuan tekuk suatu

profil dipengaruhi oleh inersia sumbu, kekompakan, dan panjang

elemen profil tersebut.

Secara umum , tahanan aksial tekan suatu profil baja dapat

diformulasikan sebagi berikut :

Dimana,

Td: Tahanan tekan desain

Ag : Luas section profil

Fy : Tegangan leleh profil

ω : Kondisi Batas

Ф : 0,85

Nilai ω tergantung dari fungsi kelangsingan profil (λ) yang di

tentukan berdasarkan panjang tekuk profil.

Berikut adalah pembagian nilai λ berdasarkan panjang profil :

4.6.1 Panjang ( λc ≥1,2, akan mengalami tekuk elastik)

4.6.2 Menengah (0,25< λc<1,2, akan mengalami tekuk

inelastik)

4.6.3 Pendek (λc<0,25 , akan mengalami tekuk leleh)

Page 90: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

75 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 2. 51 Pembagian Profil berdasarkan parameter

kelangsingan λc

Gambar 2. 52 Faktor Panjang Tekuk berdasarkan tahanan

ujungnya

2.6.1.3 Tahanan Lentur

Dalam perhitungan tahanan lentur profil harus memenuhi

persyaratan :

Dimana :

Page 91: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

76 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Mu : Momen Ultimate Yang terjadi akibat beban

luar

Mn : Kapasitas momen penampang

Ф : 0,9

Berdasarkan kondisi kekompakan penampang tahanan lentur

dibagi menjadi :

Penampang Kompak (λ < λp)

Dimana :

Mp : Momen Plastis Penampang

Zx : Modulus Plastis Penampang

Fy : Tegangan leleh penempang

Penampang tak Kompak

Saat λ=λr,

Saat λp < λ < λr,

Penampang langsing

Pada penampang langsing, rasio kelangsingan (lebar/tebal), λ

melampaui batas λr, kekuatan nominal dinyatakan sebagai

Page 92: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

77 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Bila λ sama dengan λr, dengan serat terluar berada pada

tegangan leleh maka kekuatan momen nominal yang tersedia,

dengan Mr merupakan momen sisa yang menyebabkan

tegangan serat terluarnya meningkat dari harga tegangan sisa,

Fr sampai tegangan leleh, Fy bila tidak ada beban luar yang

bekerja.Berdasarkan formula-formula diatas maka didapat

profil-profil yang dibutuhkan untuk menahan beban-beban

yang terjadi. Berikut adalah tabel perhitungan kekuatan tarik

nominal, kekuatan tekan nominal, kekuatan lentur nominal

dan rasio kekuatan masing-masing profil.

Page 93: Proposal Kji Ub

KOMPETISI JEMBATAN INDONESIA KE-9 2013

78 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 2. 19 Data profil terpasang, kekuatan aksial profil, dan rasio kekuatan aksial

Batang diagonal ujung TUBE 600.30 0.0684 -4322.665 8.2595 14774.4 0.233 5.9397 25.49227 0.281093 1.012986 13774.7206 0.31381145

bottom chord TUBE 200.6 0.004656 644.46 1.0928 1005.696 0.0792 4.2 53.0303 0.584743 1.183557 802.5164903 0.64080995

Batang Vertikal TUBE 260.12 0.0119 349.211 0 2570.4 0.1014 4.2 41.42012 0.456722 1.105104 2196.716823 0.13585862

Cross Girder TUBE 600.30 0.0684 -564.237 339.8023 14774.4 0.233 9 19.3133 0.21296 1 13953.6 0.04043666

Bracing Tube 70.7 0.001764 8.412 0.7654 381.024 0.0259 9.9318 383.4672 4.228331 22.34848 16.10203743 0.02207735

Top Chord TUBE 600.30 0.0684 -5494.557 10.0722 14774.4 0.233 4.6174 19.81717 0.218516 1 13953.6 0.39377343

9.284 0.00923142

-42.543 0.05470127

Diagonal Tube 300.16 0.0182 3281.113 7.0162 3931.2 0.1161 6.229 53.65202 0.591598 1.188074 3125.059061 0.83463395

Batang Vertikal TUBE 260.12 0.0119 -1639.883 0 2570.4 0.1014 4.6 45.36489 0.50022 1.130566 2147.242635 0.76371574

124.333 0.00841543

-173.737 0.01245105

Bracing Tube 70.7 0.001764 -19.705 4.9434 381.024 0.0259 10.1074 390.2471 4.30309 23.14573 15.54740301 1.26741424

Top Chord TUBE 600.30 0.0684 -7118.77 20.0507 14774.4 0.233 6.2514 26.83004 0.295844 1.020128 13678.28294 0.52044325

Bottom Chord TUBE 200.6 0.004656 350.062 2.3969 1005.696 0.0792 6.2 78.28283 0.863192 1.399681 678.6004667 0.34807934

Diagonal Tube 300.16 0.0182 1977.844 7.676 3931.2 0.1161 7.7201 66.49526 0.733215 1.289746 2878.707328 0.50311457

Batang Vertikal TUBE 260.12 0.0119 -534.269 0 2570.4 0.1014 5.4 53.25444 0.587214 1.185181 2048.294257 0.26083606

Cross Girder TUBE 600.30 0.0684 -443.378 858.185 14774.4 0.233 9 19.3133 0.21296 1 13953.6 0.03177517

Bracing Tube 70.7 0.001764 8.614 0.9268 381.024 0.0259 10.9289 421.9653 4.652833 27.06107 13.29792436 0.0226075

Top Chord TUBE 600.30 0.0684 -8699.332 35.1741 14774.4 0.233 7.5027 32.20043 0.355061 1.049842 13291.14003 0.65452113

Bottom Chord TUBE 200.6 0.004656 306.115 3.5126 1005.696 0.0792 7.5 94.69697 1.044184 1.588188 598.0550513 0.30438124

Diagonal Tube 300.16 0.0182 538.912 11.1157 3931.2 0.1161 9.2418 79.60207 0.877738 1.413162 2627.300023 0.13708588

Batang Vertikal TUBE 260.12 0.0119 -451.914 0 2570.4 0.1014 5.6 55.22682 0.608963 1.19967 2023.557163 0.22332653

Cross Girder TUBE 600.30 0.0684 -506.464 849.2777 14774.4 0.233 9 19.3133 0.21296 1 13953.6 0.0362963

Bracing Tube 70.7 0.001764 9.369 1.065 381.024 0.0259 11.7154 452.332 4.987675 31.09612 11.57237558 0.024589

Top Chord TUBE 600.30 0.0684 -9550.689 51.6027 14774.4 0.233 7.5 32.18884 0.354933 1.049776 13291.97539 0.71853045

bottom chord TUBE 200.6 0.004656 456.235 3.5126 1005.696 0.0792 7.5 94.69697 1.044184 1.588188 598.0550513 0.453651

Diagonal Tube 300.16 0.0182 1068.89 7.1875 3931.2 0.1161 9.36 80.62016 0.888964 1.423744 2607.771638 0.27189917

Batang Vertikal TUBE 260.12 0.0119 -62.473 0 2570.4 0.1014 5.6 55.22682 0.608963 1.19967 2023.557163 0.03087286

Cross Girder 1 TUBE 600.30 0.0684 -796.527 1099.9353 14774.4 0.233 9 19.3133 0.21296 1 13953.6 0.05708398

Bracing Tube 70.7 0.001764 16.616 1.065 381.024 0.0259 11.7154 452.332 4.987675 31.09612 11.57237558 0.0436088

Cross Girder 2 TUBE 600.30 0.0684 -1339.38 2483.6572 14774.4 0.233 9 19.3133 0.21296 1 13953.6 0.09598813

Rasio thdp

gaya aksial

TUBE 200.6

TUBE 600.30

0.004656

0.0684 14774.4

1005.696

Ф Tn

(KN)Ф Nn (KN)Profil Dipakai

Luas Penampang

(m2)λ λc ω

Gaya Dalam

Momen (KN-m)

1

5

1.3273

324.0593

Bottom Chord

Cross Girder

2

3

4

0.640433

r girasi

(m)L (m)

Segmen

ke-Jenis Komponen

Gaya Dalam

Aksial (KN)

777.7332856

13953.6

1.221272

10.2129619.31339

0.0792

0.233

4.6 58.08081

Page 94: Proposal Kji Ub

KOMPETISI JEMBATAN INDONESIA KE-9 2013

79 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 2. 20 Data profil terpasang, kekuatan lentur profil, dan rasio kekuatan lentur

Batang diagonal ujung TUBE 600.30 0.21296 1 0.0146 0.0124 3030.74076 2976 3153.6 2727.7 0.00261907

bottom chord TUBE 200.6 0.584743 1.183557 0.0003388 0.0002923 37.4031586 59.2721776 73.181 53.345 0.014932879

Batang Vertikal TUBE 260.12 1.004984 1.543176 0.001108 0.0009408 -1024.2748 146.316435 239.33 131.68 0

Cross Girder TUBE 600.30 0.21296 1 0.0146 0.0124 3010.86283 2976 3153.6 2709.8 0.107750602

Bracing TUBE 70.7 4.228331 22.34848 0.00004185 0.00003375 -677.92304 0.36244082 9.0396 0.3262 0.084671888

Top Chord TUBE 600.30 0.21296 1 0.0146 0.0124 3298.74244 2976 3153.6 2838.2 0.003193874

TUBE 200.6 0.584743 1.183557 0.0003388 0.0002923

TUBE 200.6 0.584743 1.183557 0.0003388 0.0002923

Diagonal TUBE 300.16 0.427387 1.088569 0.001938 0.001634 264.002073 360.252679 418.61 324.23 0.016760788

Batang Vertikal TUBE 260.12 1.004984 1.543176 0.001108 0.0009408 88.4335696 146.316435 239.33 131.68 0

TUBE 600.30 0.21296 1 0.0146 0.0124 3010.86283 2976 3153.6 2709.8 0.10275853

TUBE 600.30 0.21296 1 0.0146 0.0124

Bracing TUBE 70.7 4.228331 22.34848 0.00004185 0.00003375 -250.0241 0.36244082 9.0396 0.3262 0.546860481

Top Chord TUBE 600.30 0.21296 1 0.0146 0.0124 3162.32135 2976 3153.6 2838.2 0.006358035

Bottom Chord TUBE 200.6 0.584743 1.183557 0.0003388 0.0002923 -6.1264276 59.2721776 73.181 53.345 0.032753127

Diagonal TUBE 300.16 0.427387 1.088569 0.001938 0.001634 101.397797 360.252679 418.61 324.23 0.018336964

Batang Vertikal TUBE 260.12 1.004984 1.543176 0.001108 0.0009408 -174.58699 146.316435 239.33 131.68 0

Cross Girder TUBE 600.30 0.21296 1 0.0146 0.0124 3226.20718 2976 3153.6 2838.2 0.272128678

Bracing TUBE 70.7 4.228331 22.34848 0.00004185 0.00003375 -750.37501 0.36244082 9.0396 0.3262 0.10252666

Top Chord TUBE 600.30 0.21296 1 0.0146 0.0124 3166.90641 2976 3153.6 2838.2 0.011153634

Bottom Chord TUBE 200.6 0.584743 1.183557 0.0003388 0.0002923 -34.420659 59.2721776 73.181 53.345 0.047998929

Diagonal TUBE 300.16 0.427387 1.088569 0.001938 0.001634 -7.1365401 360.252679 418.61 324.23 0.02655396

Batang Vertikal TUBE 260.12 1.004984 1.543176 0.001108 0.0009408 -203.69667 146.316435 239.33 131.68 0

Cross Girder TUBE 600.30 0.21296 1 0.0146 0.0124 3226.20718 2976 3153.6 2838.2 0.269304192

Bracing TUBE 70.7 4.228331 22.34848 0.00004185 0.00003375 -807.52421 0.36244082 9.0396 0.3262 0.117814948

Top Chord TUBE 600.30 0.21296 1 0.0146 0.0124 3155.49338 2976 3153.6 2838.2 0.016363109

bottom chord TUBE 200.6 0.584743 1.183557 0.0003388 0.0002923 -34.420659 59.2721776 73.181 53.345 0.047998929

Diagonal TUBE 300.16 0.427387 1.088569 0.001938 0.001634 -219.19686 360.252679 418.61 324.23 0.017170002

Batang Vertikal TUBE 260.12 1.004984 1.543176 0.001108 0.0009408 -1327.1728 146.316435 239.33 131.68 0

Cross Girder 1 TUBE 600.30 0.21296 1 0.0146 0.0124 3226.20718 2976 3153.6 2838.2 0.348787196

Bracing TUBE 70.7 4.228331 22.34848 0.00004185 0.00003375 -807.52421 0.36244082 9.0396 0.3262 0.117814948

Cross Girder 2 TUBE 600.30 0.21296 1 0.0146 0.0124 3438.89603 2976 3153.6 2838.2 0.787562532

Ф Mn

(KN-m)

28.6972414 59.2721776 53.345

Mp

73.181

MrMnModulus

Penampang

Modulus

Plastis

0.018137271

Rasio thdp

gaya momenλc ωProfil Dipakai

1

2

Bottom Chord

Cross Girder

3

4

5

Segmen ke- Jenis Komponen

Page 95: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

80 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2.6.2 Desain Sambungan

Terdapat 2 teori dalam proses pendesainan sambungan,yaitu :

a. Desain Kapasitas

Pada metode ini, sambungan didesain lebih kuat dibandingkan

dengan profil yang disambung. Sehingga bila terjadi pembebanan

yang diluar batas perencanaan, kegagalan terjadi pada profil, bukan

sambungan.

Metode ini merupakan yang paling konvensional dan ideal, namun

metode ini cukup jarang diaplikasikan karena dianggap boros dan

mahal.

b. Desain Gaya Dalam

Pada metode ini, sambungan didesain lebih kuat dari gaya dalam

yang terjadi. Desain ini cukup beresiko karena bila terjadi

pembebanan diluar rencana, maka kegagalan sambungan akan terjadi

lebih dahulu. Metode ini tetap boleh dipakai dengan catatan beban

yang diterima struktur harus diramalkan dengan akurat.

Berdasarkan alasan-alasan diatas maka kami menyimpulkan bahwa

pada Jembatan Sebenarnya, metode pendesainan yang dilakukan

adalah Metode Desain Kapasitas. Hal ini dikarenakan beberapa

faktor :

Beban masa depan yang sulit diprediksi.

Umur rencana jembatan ini adalah 100 tahun, dikhawatirkan

dalam rentang waktu tersebut terjadi pelonjakan arus lalu lintas

dan beban-beban yang terjadi berada di luar rencana.

Diharapkan jembatan memberikan waktu untuk mengevakuasi

diri bagi para pengguna bila terjadi tanda-tanda keruntuhan.

Page 96: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

81 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Berikut adalah ringkasan desain jembatan sebenarnya berdasarkan

perhitungan dan uraian-uraian pada sub bab-sub bab sebelumnya.

Tabel 2. 21 Ringkasan Desain Profil Jembatan

Panjang 60 m

Lebar 9 m

Tinggi 6 m

Bagian Profil

Diagonal ujung Tube 600.30

Top chord Tube 600.30

Bottom chord Tube 200.6

Diagonal Tube 300.16

Vertikal Tube 260.12

Cross girder Tube 600.30

Bracing Tube 70.7

Material Jembatan

Berat Jembatan

151,4 ton

Defleksi akibat live load

43,5 mm

Dimensi Jembatan

Page 97: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

82 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

BAB III

DESAIN JEMBATAN MODEL

3.1 Dasar Teori Model

Secara definitif, model adalah rencana, representasi, deskripsi yang

menjelaskan suatu objek, sistem, atau konsep, yang seringkali berupa

penyederhanaan dan idealisasi. Bentuknya dapat berupa model fisik (maket,

bentuk prototipe), model citra (gambar rancangan, citra komputer),

atau rumusan matematis. Secara umum pemodelan dapat didefinisikan sebagai

suatu bentuk pensimulasian dari suatu hal / obyek yang digunakan untuk

memperjelas permasalahan, mempermudah proses analisis, menentukan

atribut perancangan, menggabungkan antara aspek teknis dengan aspek-aspek

lainnya, dan untuk mendapatkan hasil yang optimal.

Dalam Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 ini, pemodelan yang akan

digunakan adalah pemodelan fisik. Model fisik adalah pensimulasian secara

nyata terhadap benda yang ingin dianalisis. Pensimulasian ini dianggap nyata

karena objek dari benda atau hal yang ingin dianalisis benar-benar dibuat.

Objek tersebut dapat berukuran lebih kecil, sama, bahkan lebih besar dari

benda yang sebenarnya. Pemodelan fisik sangat berguna terutama untuk hal

yang sangat kompleks dan rumit karena model fisik benar-benar mewakili hal

yang ingin dirancang. Dengan pemodelan fisik, perilaku yang ingin dianalisis

akan terlihat. Pemodelan fisik pada KJI ke-9 ini berupa jembatan model

dengan ukuran yang diskalakan 1:10 dari ukuran jembatan yang sebenarnya.

Dengan adanya jembatan model ini, diharapkan dapat memberikan gambaran

perilaku struktur yang mendekati sebenarnya dan desain struktur jembatan

yang telah direncanakan dapat diuji keandalannya.

Page 98: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

83 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 3. 1 Dimensi Jembatan Model

Dimensi Besaran (meter)

Panjang 6

Lebar 0.9

Tinggi 0.6

Dasar yang digunakan di dalam proses desain dari komponen struktur adalah

besarnya kapasitas terfaktor dari suatu komponen struktur haruslah lebih besar

atau sama dengan beban rencana (beban yang bekerja pada struktur). Dimana

persamaan nya adalah sebagai berikut:

Dengan keterangan persamaan diatas adalah sebagai berikut:

∅ = Faktor Reduksi Tahanan dari suatu komponen struktur

Rn = Tahanan Nominal dari suatu komponen struktur

γ = Faktor Perbesaran Beban

Qni = Beban yang membebani struktur/komponen struktur

Di dalam struktur jembatan rangka batang, terdapat dua komponen penting

yang harus diperhatikan dan dianalisis dengan sebaik mungkin, yaitu profil,

dan sambungan.

Berikut ini adalah proses desain yang dilakukan untuk jembatan model rangka

batang:

3.1.1 Dasar Teori Perhitungan Kekuatan Komponen/Profil

Struktur jembatan rangka batang adalah suatu sistem struktur yang

hampir keseluruhan gaya dalam yang bekerja pada elemen-elemen

pembentuk nya adalah gaya aksial (tarik dan tekan). Tetapi jika dilihat

metode pembebanan atau bahkan prinsip distribusi gaya dari pelat

lantai menuju ke struktur rangka batang dengan menggunakan elemen

cross girder, di elemen cross girder inilah yang nantinya akan muncul

gaya dalam momen maupun geser. Gaya dalam momen dan geser

muncul pada cross girder dikarenakan beban yang bekerja pada cross

Page 99: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

84 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

girder adalah beban merat, yang akan mengakibatkan cross girder

melentur. Maka dari itu proses desain dari penampang profil

didasarkan pada gaya dalam aksial, geser, dan juga momen.

Kapasitas dari suatu profil di dalam menahan gaya yang bekerja

sangat bergantung pada luas penampang dari profil tersebut, sesuai

dengan prinsip dasar tegangan dimana tegangan yang bekerja pada

penampang akan semakin kecil ketika luas penampang nya semakin

besar. Luas penampang ini juga akan mempengaruhi besarnya inersia

dari suatu penampang, semakin besar luas penampang dari suatu

profil maka akan semakin besar pula inersia. Inersia dari suatu

penampang merupakan faktor yang menentukann di dalam menahan

gaya dalam momen.

Namun di dalam perencanaan kita harus benar-benar memperhatikan

orientasi sumbu dari penampang terhadap beban yang bekerja, dimana

kita tidak bisa memberi beban yang bekerja terhadap sumbu lemah

penampang (inersia yang lebih kecil), karena kapasitas dari

penampang itu di dalam menahan momen tidak akan maksimal.

Berikut ini adalah persamaan-persamaan yang digunakan untuk

menghitung kapasitas profil terhadap elemen yang bekerja:

Tahanan Aksial Tarik Profil

Material baja dikenal dengan kekuatan terhadap tarik nya yang tinggi.

Besar kekuatan tarik dari suatu profil baja dapat diketahui besarannya

dengan menggunakan persamaan-persamaan sebagai berikut:

a. Leleh pada penampang bruto:

Keterangan:

Td = Tahanan tarik desain (setelah di kalikan faktor reduksi)

Ag = Luas penampang profil

fy = Tegangan leleh profil

∅ = Faktor reduksi kekuatan (leleh = 0,9)

Page 100: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

85 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

b. Fraktur tarik pada penampang efektif:

Keterangan:

Td = Tahanan fraktur desain

Ae = Luas neto efektif penampang

fu = Tegangan ultimit dari material

∅ = Faktor reduksi kekuatan (fraktur= 0,75)

Untuk mendapatkan luas neto efektif, pada awalnya kita harus

mengetahui terlebih dahulu luas neto dari penampang. Luas neto dari

penampang bisa kita ketahui dengan cara sebagai berikut:

Gambar 3. 1 Gambar Perhitungan Luas Neto pada penampang

Untuk mengetahui panjang neto sesuai dengan gambar diatas, maka

digunakan persamaan sebagai berikut ini:

Untuk mendapatkan nilai luas neto efektif (Ae), maka kita akan

mengalikan luas neto yang kita dapatkan dari perhitungan iatas

dengan suatu koefisien reduksi (U). Dimana koefisien reduksi U

untuk hubungan yang menggunakan baut atau keling diperoleh dari

persamaan sebagai berikut, dimana terdapat syarat bahwa nilau U

harus lebih kecil sama dengan dari 0,9:

Dimana, adalah jarak dari titik berat penampang yang tersambung

secara eksentris ke bidang pemindahan beban. Sedangkan L adalah

Page 101: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

86 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

panjang sambungan dalam arah kerja beban. Untuk lebih lengkapnya

dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 3. 2 Gambar Keterangan Perhitungan

Sesuai dengan gambar diatas, bahwa yang digunakan adalah yang

nilainya terbesar diantara dua nilai yang didapat.

c. Keruntuhan Blok-Geser (Kombinasi geser-tarik):

Adalah suatu mekanisme keruntuhan dimana keruntuhannya

merupakan kombinasi dari geser dan tarik dan terjadi melewati

lubang-lubang baut pada komponen struktur tarik. Keruntuhan jenis

ini sering terjadi pada sambungan dengan baut terhadap pelat badan

yang tipis pada komponen struktur tarik. Keruntuhan ini umum

dijumpai pada sambungan pendek, yaitu sambungan yang

menggunakan dua baut atau kurang pada garis searah dengan

bekerjanya gaya.

Gambar 3. 3 Keruntuhan Blok Geser

Keruntuhan blok geser ini dapat dihitung dengan menjumlahkan tarik

leleh (atau tarik fraktur) pada satu irisan dengan tahanan geser fraktur

(atau geser leleh) pada bidang lainnya yang saling tegak lurus.

Page 102: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

87 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tahanan tarik blok geser nominal ditentukan oleh dua buah

persamaan sebagai berikut, dengan fraktur mendahului leleh atau rasio

fraktur/leleh terbesar.

Tahanan Aksial Tekan Profil

Secara teoritis, kekuatan tekan dari suatu profil baja adalah sama

dengan kekuatan tariknya. Tetapi kenyataannya kekuatan tarik ini

sering tidak tercapai dikarenakan baja mengalami tekuk, dimana

terdapat dua jenis tekuk yang terjadi pada baja yaitu tekuk lokal

dan tekuk global. Kemampuan tekuk dari suatu profil baja

dipengaruhi oleh inersia pada sumbu lemah, kekompakkan

penampang, dan panjang tak terkekang dari bentang profil

tersebut. Untuk mengetahui tahanan aksial tekan dari suatu profil

baja dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini:

- Keterangan:

Pd = Tahanan tekan desain (setelah dikalikan faktor reduksi)

Ag = Luas penampang profil

fcr = Tegangan kritis dari profil

∅ = Faktor reduksi kekuatan (tekan = 0,85)

Untuk menghitung besar tegangan kritis dari suatu profil baja,

dapat digunakan persamaan berikut ini:

Nilai 𝜔 ditentukan berdasarkan besar dari lc untuk masing-masing

sumbu nya. Dimana besar dari lc dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan sebagai berikut:

Page 103: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

88 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

- Keterangan:

𝜆 = Kelangsingan profil pada sumbu tertentu

fy = Tegangan leleh material baja

E = Modulu Elasitistas Material baja

Berikut ini adalah interval-interval untuk lc, yang digunakan untuk

menentukan nilai dari 𝜔:

Berikut ini adalah persamaan-persamaan yang digunakan untuk

mencari besaran-besaran dari tiap parameter yang digunakan di

dalam perhitungan tahanan tekan dari suatu profil baja:

- Keterangan:

Lk = Panjang tekuk dari profil

L = Panjang tak terkekang dari profil

kc = Koefisien tekuk dari suatu profil (kc truss = 1)

r = Jari-jari girasi pada sumbu tertentu dari penampang

I = Inersia pada sumbu tertentu dari suatu penampang

Tahanan Geser Profil

Di dalam perencanaan suatu elemen struktur, sangat penting juga

untuk menghitung tahanan geser dari suatu profil itu sendiri,

karena sekalipun sambungan yang di rencanakan mampu menahan

geser, tetapi belum tentu profil tersebut mampu menahan gaya

geser yang bekerja. Berikut ini adalah persamaan-persamaan yang

digunakan untuk menentukan tahanan geser dari sebuah profil:

Page 104: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

89 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

- Keterangan:

h = tinggi murni web saja dari sebuah penampang profil

tw = tebal web penampang

fyw = tegangan leleh untuk web dari penampang

d = tinggi total penampang profil

Vn = kuat geser nominal dari suatu profil

Vd = kuat geser desain dari suatu profil

∅ = faktor reduksi tahanan (geser pada profil = 0,9)

Tahanan Momen Profil

Tahanan suatu profil terhadap momen yang bekerja bergantung

pada inersia penampang tersebut, kekompakkan dari penampang,

modulus penampang (S), dan modulus plastis penampang (Z). Jika

terjadi momen positif pada corss girder (elemen yang mengalami

lentur pada struktur jembatan), maka serat atas dari penampang

tersebut akan mengalami tekan, dan serat bawah akan mengalami

tarik. Sedangkan untuk momen negatif, serat atas dari profil akan

mengalami tarik, sedangkan serat bawah akan mengalami tekan.

Tahanan momen dari sutau profil dapat dihitung besarnya dengan

cara sebagai berikut:

1. Syarat Tahanan:

Dimana, ∅ = 0,9 (faktor reduksi tahanan)

Mn = tahanan nominal

Mu = momen lentur terfaktor

2. Cek Jenis Penampang

Kompak =

Tak Kompak =

Page 105: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

90 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Langsing =

3. Tahanan Momen Penampang

Kompak :

Tak Kompak :

Dimana, Z = Modulus Platis Penampang

S = Modulus Penampang

Mr = Momen Residual

fr = Tegangan sisa

fy = Tegangang leleh

Interaksi Momen dan Geser pada Profil

Jika suatu profil diberikan beban merata sepanjang bentangnya, maka

akan ada gaya dalam geser dan momen yang terjadi sepanjang

bentang tersebut. Maka dari itu ada persyaratan interaksi antara lentur

dan geser pada profil, persyaratan nya adalah sebagai berikut:

Keterangan: Mu = Gaya dalam momen yang terjadi

Md = Momen desain

Vu = Gaya Geser yang terjadi

Vd = Gaya Geser desain

Torsi pada Profil

Pada umumnya torsi muncul dikarenakan adanya eksentrisitas dari

beban yang bekerja terhadap shear center (pusat geser) dari

penampang. Seperti halnya yang terjadi pada cross girder, dimana

beban merata yang diberikan pada uji pembebanan memiliki

eksentrisitas terhadap shear center dari penampang tersebut.

Gaya dalam torsi yang terjadi pada suatu profil dapat dihitung

besarnya dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

Dimana:

Page 106: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

91 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Keterangan: G = Modulus Geser

E = Modulus Elastisitas

J = Konstanta Torsi

Cw = Konstanta Warping

Mf = Momen Torsi

3.1.2 Dasar Teori Perhitungan Kekuatan Sambungan

Terdapat dua buah metode di dalam mendesain sambungan, yaitu:

1. Desain terhadap kapasitas komponen

Yang dimaksud desain terhadap kapasitas adalah dimana suatu

sambungan mampu menahan suatu besaran beban yang

sebanding dengan kapasitas penampang. Dalam hal ini desain

terhadap kapasitas komponen lebih konservatif, karena

kemungkinan munculnya beban-beban yang tak terduga.

2. Desain terhadap gaya dalam pada masing-masing komponen

Yang dimaksud desain terhadap gaya dalam adalah dimana

suatu sambungan mampu menahan suatu besaran beban yang

sebanding dengan gaya dalam yang bekerja akibat adanya beban

luar ataupun berat sendiri dari struktur.

Di dalam proses desain untuk jembatan model, metode yang

digunakan berbeda dengan jembatan sebenarnya. Pada jembatan

sebenarnya, desain sambungan dilakukan terhadap kapasitas

Page 107: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

92 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

komponen. Metode desain sambungan berdasarkan kapasitas

komponen ini digunakan pada jembatan sebenarnya dikarenakan

cukup besarnya kemungkinan jembatan mengalami pembebanan

diluar rencana.

Sedangkan di dalam mendesain sambungan untuk jembatan model ini

digunakan metode desain terhadap gaya dalam pada masing-masing

komponen, dikarenakan beban yang bekerja pada struktur jembatan

dan juga gaya dalam pada masing-masing elemennya bisa lebih

dipastikan.

Sambungan baut pada suatu struktur dapat terbuat dari baut mutu

tinggi atau pun baut mutu normal. Sambungan baut mutu tinggi

mengandalkan gaya tarik awal yang terjadi karena pengencangan

awal, gaya tersebut dinamakan proof load. Gaya proof load inilah

yang akan memberikan tahanan friksi, sehingga sampai batas besar

gaya tertentu sambungan ini merupakan tipe friksi (service ability

limit state), sambungan ini baik digunakan untuk struktur yang

mengalami gaya bolak-balok. Namun untuk besaran gaya tertentu

pula, sambungan ini akan berubah perilaku nya menjadi tipe tumpu

(strength limit state). Perilaku sambungan tumpu ini muncul ketika

sambungan baut mutu tinggi telah kehilangan tahanan friksi nya,

sehingga baut tersebut akan menumpu pada pelat.

Baut mutu normal dipasang tanpa gaya tarik awal dan merupakan tipe

tumpu, baut mutu normal dipasang dengan kencang tangan,

sedangkan untuk baut mutu tinggi dipasang dengan kencang tangan

pada awalnya, yang kemudian diikuti dengan setengah putaran setelah

kencang tangan. Pada Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 ini, alat

sambung yang digunakan merupakan baut mutu tinggi, namun

dikarenakan keterbatasan alat-alat yang dipergunakan dalam merakit

jembatan model, maka sambungan baut merupakan tipe tumpu

(karena hanya kencang tangan). Tahanan baut terhadap gaya yang

bekerja adalah sebagai berikut:

Page 108: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

93 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

1. Tahanan Tarik Baut, Rn

Tahanan tarik dari satu buah baut dapat dihitung menggunakan

persamaan sebagai berikut:

0,75b

n u bR f A

Keterangan:

- fub

= kuat tarik baut (Mpa)

- Ab = luas bruto satu baut

- Rn = kapasitas nominal tarik satu baut

2. Tahanan Geser Nominal, Rn

Tahanan geser dari satu buah baut dapat dihitung menggunakan

persamaan sebagai berikut:

(0,6 ) 0,8

(0,75 ) (0,6 ) 0,8

0,5

0,4

n b u

b

b u

n b

b u

b

u b

n b

u b

R m A faktor reduksi

m A f Tanpaulir padabidang geserR

m A f Denganulir padabidang geser

m f A Tanpaulir padabidang geserR

m f A Denganulir padabidang gese

r

Dimana m adalah jumlah bidang geser yang ada pada sambungan

baut.

Pada persamaan diatas ini telah dianggap bahwa luas neto dari

baut adalah 0,75 dari luas bruto nya, 𝜏u-0,6fub, dan m adalah

jumlah bidang geser.

3. Tahanan Tumpu

Pada bagian ini yang dihitung adalah tahanan tumpu dari pelat

buhul, kita perlu menghitung tahanan tumpu dari pelat karena

pelat merupakan salah satu bagian dari sistem sambungan pada

jembatan model rangka baja ini.

Berikut ini adalah persamaan yang digunakan untuk perhitungan

tahanan tumpu dari pelat.

Page 109: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

94 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 4 Tumpu pada pelat

0,6

22

1,122

22 2,63

p p

u u

pun u

pun u

p

n u

p

n u

f Untuk material pelat

T dR t L

T LR f dtd

LUntuk R f dt

d

Untuk baut tepi R Lt f

Dalam peraturan diambil:

Jarak antar baut ≥ 3d; jarak baut tepi dengan ujung pelat ≥ 1,5 d.

Untuk mengurangi bahaya korosi, jarak baut tepi terhadap ujung

pelat ≤ 12t ≤ 150 mm.

4. Lubang Tersusun

Yang dimaksud untuk keruntuhan lubang tersusun adalah

keruntuhan fraktur dan keruntuhan blok geser. Kedua teori

perhitungan ini telah dibahas sebelumnya pada dasar teori

komponen. Pada bagian ini yang ditentukan adalah tahanan dari

pelat buhul.

Page 110: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

95 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

3.2 Kriteria Perancangan

3.2.1 Material

Material yang digunakan pada jembatan model adalah material baja,

sesuai dengan material pada jembatan sebenarnya. Tipe baja yang

digunakan pada struktur jembatan model ini adalah tipe BJ 37, untuk

keterangan lebih detail dari tipe baja ini akan ditampilkan pada tabel di

bawah.

Pada dasarnya untuk mendapatkan propertis dari material baja yang

digunakan dilakukan dengan coupon test di laboratorium. Berdasarkan

standar yang sudah ada pada material dari tipe-tipe baja yang terdapat di

pasaran, berikut ini adalah spesifikasi detail dari baja tipe BJ 37:

Tabel 3. 2 Spesifikasi Material Baja Jembatan Model (standar

spesifikasi baja)

Jenis Properti Nilai

Berat Jenis 7850 kg/m3

Modulus Elastisitas 200000 MPa

Poisson Ratio 0,3

Tegangan Leleh 240 MPa

Tegangan Ultimate 370 MPa

3.2.2 Alat Sambung

Alat sambung yang digunakan di dalam perancangan struktur jembatan

model ini adalah baut, hal ini telah disesuaikan dengan peraturan

Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 (KJI) ini, di mana sambungan antar

elemen rangka batang hanya diperbolehkan menggunakan sambungan

baut, tidak menggunakan sambungan las.

Sesuai dengan pengetahuan dasar ketekniksipilan bahwa prinsip dari

struktur rangka batang adalah setiap sambungan pada elemen-

elemennya berupa sambungan sendi, dimana sendi tidak menahan

momen, maka dari itu gaya yang bekerja pada rangka batang hanyalah

Page 111: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

96 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

gaya aksial. Sesuai dengan desain orientasi baut, maka akibat gaya

aksial ini kita perlu menentukan tahanan geser dari baut yang kita

gunakan.

Namun, ada beberapa elemen pada rangka batang yang tidak hanya

menerima gaya aksial saja, misalnya saja pada batang melintang (cross

girder) dimana uji pembebanan akan dilakukan. Perilaku dari cross

girder ini adalah batang lentur, sehingga memungkinkan terjadinya

kombinasi antara geser dan tarik pada baut, tarik yang terjadi

diakibatkan oleh momen lentur yang bekerja akibat gaya luar. Maka

dari itu, kita juga harus menentukan tahanan sambungan baut terhadap

kombinasi momen dan geser dengan cara mengetahui kekuatan tarik

dan geser dari baut.

Untuk perhitungan lebih detail dan spesifikasi baut yang digunakan

pada jembatan model, dapat dilihat pada sub-bab Desain Komponen dan

Sambungan.

3.2.3 Beban Uji

Uji pembebanan bertujuan untuk menilai respon struktur jembatan

terhadap beban yang diberikan, khususnya terkait dengan aspek

kekuatan struktur dan juga kenyamanannya. Pengujian beban untuk

struktur jembatan model dapat dilakukan dengan dua cara, bisa dengan

uji beban statik ataupun beban dinamik. Uji beban statik pada struktur

jembatan dilakukan untuk mengetahui kapasitas kekuatan dari elemen-

elemen jembatan tersebut, baik elemen batang, maupun sambungan. Uji

pembebanan statik ini dilakukan secara bertahap, dengan maksud untuk

mensimulasikan beban rencana pada struktur jembatan model.

Parameter-parameter yang diukur di dalam uji pembebanan statik ini

adalah lendutan struktur dan juga tegangan-tegangan yang terjadi pada

elemen-elemen dari jembatan model. Sedangkan untuk uji pembebanan

dinamik pada jembatan model dilakukan untuk mendapatkan

karakteristik getar dari struktur jembatan, sekaligus sebagai catatan

Page 112: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

97 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

jembatan yang dapat digunakan untuk mengetahui laju penurunan

kondisi dari struktur jembatan pada saat masa layan. Parameter-

parameter yang diukur dalam uji pembebanan dinamik ini adalah

percepatan dan frekuensi getar dari struktur jembatan.

Uji pembebanan yang dilakukan pada KJI ke-9 ini hanyalah uji

pembebanan statik saja, seperti yang telah dijelaskan pada paragraf

sebelumnya bahwa pembebanan dilakukan secara bertahap dan

jembatan model diuji hanya dalam kondisi masa layan atau service

period, sehingga yang diukur dari struktur hanyalah lendutan yang

terjadi akibat beban sehari-hari, dalam dunia nyata adalah beban lalu

lintas.

Sesuai dengan prinsip dasar dari struktur rangka batang, dimana pada

titik-titik sambungan pada rangka batang tidak terjadi momen, maka

beban harus bekerja pada joint dari struktur rangka batang, jika terdapat

beban yang bekerja sepanjang bentang pada batang maka akan

menimbulkan momen. Pada struktur jembatan sebenarnya, digunakan

balok-balok memanjang dan melintang untuk menyalurkan beban dari

lantai jembatan menuju joint dari struktur rangka batang pada jembatan.

Untuk jembatan model, uji pembebanan dilakukan dengan beban merata

pada cross girder dari jembatan, dimana cross girder ini pada nantinya

akan mentransfer gaya-gaya menuju joint struktur rangka batang dari

jembatan.

Uji pembebanan pada jembatan model nantinya akan dilakukan dalam

dua tahap, dengan tahap-tahap nya adalah sebagai berikut:

Tahap 1

Beban uji ditempatkan pada 1/4 bentang dari struktur jembatan.

Untuk jembatan model dengan bentang 6 meter, beban tahap satu ini

akan diletakkan pada jarak 1,5 meter dari tepi memanjang jembatan.

Sedangkan untuk jembatan sebenarnya , pembebanan tahap satu ini

dilakukan pada jarak 15 meter dari tepi memanjang jembatan.

Page 113: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

98 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tahap 2

Beban uji ditempatkan pada 1/2 bentang dari struktur jembatan.

Untuk jembatan model dengan bentang 6 meter, beban tahap satu ini

akan diletakkan pada jarak 3 meter dari tepi memanjang jembatan.

Sedangkan untuk jembatan sebenarnya , pembebanan tahap satu ini

dilakukan pada jarak 30 meter dari tepi memanjang jembatan. Pada

saat pembebanan maksimum, lendutan yang terjadi di tengah

bentang tidak boleh melebihi 1/800 dari panjang bentang, atau

sebesar 7,5 mm (akibat live load saja).

3.2.4 Metodologi Perancangan

Pada dasarnya metodologi perancangan dari jembatan model tidak

memiliki perbedaan yang terlalu signifikan terhadap metodologi dalam

perancangan jembatan yang sebenarnya. Metode perancangan yang

digunakan adalah dengan melakukan optimasi desain dari konfigurasi

rangka dari struktur jembatan, dan juga tidak lepas dari optimasi profil

penampang dari tiap-tiap elemen jembatan, sehingga jembatan rencana

mampu menahan beban yang diterima. Namun sebenarnya di dalam

perancangan jembatan model lebih diutamakan agar didapatkan

lendutan struktur yang sekecil mungkin dan dengan berat struktur yang

seringan mungkin.

Berikut ini adalah langkah-langkah yang digunakan didalam mendesain

jembatan model:

1. Merencanakan konfigurasi rangka batang yang akan digunakan pada

struktur, baik dimensi maupun orientasi dari rangka batang. Yang

dimaksud dengan dimensi misalkan adalah tinggi dari segmen, dsb.

Konfigurasi ini ditentukan berdasarkan lendutan, gaya-gaya dalam,

dan juga berat dari struktur jembatan.

2. Mendefinisikan beban-beban yang akan bekerja pada struktur yang

telah direncanakan.

3. Melakukan pemodelan struktur jembatan pada software SAP 2000.

Page 114: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

99 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

4. Melakukan analisis terhadap gaya dalam yang bekerja pada setiap

elemen dari struktur, sehingga diketahui besaran dan jenis gaya

dalam yang bekerja (aksial, geser, atau pun momen).

5. Mendesain jenis dari profil pada tiap-tiap elemen dari struktur

jembatan. Pemilihan profil tiap elemen ini dilakukan dengan

berdasarkan analisis gaya dalam yang terjadi, dan juga lendutan

pada struktur.

6. Setelah didapatkan konfigurasi dan profil penampang yang optimal,

maka dilakukan desain sambugan antar elemen-elemen pada

struktur jembatan. Desain sambungan ini (dalam hal ini adalah baut)

dilakukan berdasarkan gaya-gaya dalam apa saja yang bekerja pada

elemen struktur, sehingga dapat ditentukan desain detail dari tiap

sambugan.

7. Menentukan metode konstruksi dari jembatan. Metode konstruksi

ini ditentukan berdasarkan oleh pertimbangan waktu, energi, dan

juga biaya (yang paling efisien).

Page 115: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

100 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Berikut ini adalah flowchart dari metodologi perancangan jembatan

model:

Gambar 3. 5 Flowchart Metodologi Perancangan

Page 116: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

101 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

3.3 Sistem Struktur

Sistem struktur adalah proses transfer gaya luar menjadi gaya-gaya dalam

yang akan dialami pada elemen struktur. Pada struktur rangka batang, proses

ini sangat ditentukan oleh bentuk konfigurasi dari rangka. Faktor-faktor yang

mempengaruhi pada konfigurasi adalah besar sudut yang dibentuk oleh

batang-batang diagonal, dan kemudian berapa banyak batang yang digunakan

pada struktur. Kedua faktor ini yang harus dilakukan optimasi agar didapat

struktur yang ringan, kuat, dan lendutan yang terjadi memenuhi ijin.

Sama dengan desain pada jembatan ukuran sebenarnya, konfigurasi rangka

batang yang digunakan pada jembatan model adalah konfigurasi Warren.

Konfigurasi rangka batang ini dianggap efektif karena untuk berat struktur

yang lebih ringan tetapi defleksi yang dihasilkannya tidak memilik perbedaan

yang signifikan dengan beberapa konfigurasi lain yang dianggap sangat kaku

namun juga sangat berat.

Sesuai dengan teori dasar dari analisis struktur dengan metode matriks,

kekakuan global dari suatu struktur rangka batang bergantung pada Modulus

elastisitas (E), luas penampang (A), panjang batang (L), dan juga matriks

transformasi. Sistem perletakan yang digunakan pada struktur ini adalah

sistem perletakan sendi-rol, yaitu perletakan sendi pada satu sisi, dan

pelertakan rol pada sisi lainnya. Sistem struktur yang dirancang ini

menggunakan sistem sambungan baut.

Page 117: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

102 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 6 Jembatan Model 3D

Gambar 3. 7 Jembatan Model Tampak Samping

Gambar 3. 8 Jembatan Model Tampak Atas

Gambar 3. 9 Jembatan Model Tampak Depan

Page 118: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

103 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

3.4 Modelisasi Struktur

Di dalam merencanakan suatu struktur, hal yang terpenting adalah bagaimana

cara memodelisasikan struktur tersebut. Semakin baik modelisasi struktur

yang dilakukan, maka hasil analisis struktur pun akan semakin akurat

(semakin sesuai dengan dunia nyata).

Modelisasi struktur jembatan model pada proposal ini dilakukan dengan

menggunakan software SAP 2000. Pemodelan struktur dilakukan secara tiga

dimensi (3D), dengan tujuan agar pemodelan jembatan mendekati kondisi

sebenarnya di dunia nyata. Berikut ini adalah tahapan-tahapan yang

dilakukan didalam modelisasi struktur jembatan model pada software SAP

2000 :

1. Pembentukan struktur dari jembatan yang telah direncanakan. Hal ini

dilakukan baik langsung pada software SAP 2000 dengan bantuan dari

gird lines ataupun dengan menggunakan file dari AutoCAD yang di

eksport terlebih dahulu.

2. Definsikan (define) jenis material yang akan digunakan, beserta dengan

spesifikasinya. Untuk struktur dari jembatan model ini yang digunakan

adalah material baja 37, beserta spesifikasi yang telah disebutkan

sebelumnya.

Page 119: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

104 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 10 Define Material Property Data

3. Mendefinisikan beban-beban yang akan diterima oleh struktur (Define

Load Patterns).

Gambar 3. 11 Define Load Patterns

4. Mendefinsikan kombinasi-kombinasi beban yang nantinya akan bekerja

pada struktur/yang akan dianalisis.

Page 120: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

105 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 12 Define Load Combinations

5. Melakukan Frame Releases pada rangka batang, dengan tujuan agar tidak

muncul gaya dalam momen pada joint-joint pada rangka batang. Hal ini

dilakukan agar pemodelan struktur sesuai dengan teori dasar struktur

rangka batang, dimana gaya dalam yang terjadi pada elemen hanyalah

gaya aksial.

Gambar 3. 13 Assign Frame Releases

Page 121: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

106 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

6. Mendefinisikan jenis perletakan pada joint-joint yang ingin diberikan

perletakan, pada jembatan ini terdapat dua joint dengan perletakan sendir

dan dua joint lainnya dengan perletakan rol.

Gambar 3. 14 Pemodelan Perletakan Sendi

Gambar 3. 15 Pemodelan Perletakan Rol

7. Memasukkan besar beban yang akan diterima oleh struktur sesuai dengan

jenis bebannya. Pada jembatan model ini element cross girder akan

diberikan beban merata, sehingga cross girder ini akan melentur, dan

kemudian mentransfer beban tersebut ke rangka batang menjadi beban

Page 122: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

107 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

joint (sesuai dengan kondisi di lapangan). Pada kondisi sebenarnya

terdapat beban merata di tengah dan juga seperempat bentang.

Gambar 3. 16 Assign Load

8. Run modelisasi struktur, agar didapatkan gaya dalam yang bekerja beserta

dengan besarnya lendutan yang terjadi.

Gambar 3. 17 Set Load Cases to Run

9. Mencari luas profil yang paling efektif agar lendutan yang terjadi pada

jembatan tidak melebihi lendutan izin, dan agar berat struktur juga

memenuhi syarat.

Page 123: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

108 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 18 Mencari Profil Efektif

3.5 Analisis Struktur

Analisis struktur dilakukan agar dapat diketahui respon dari struktur terhadap

gaya-gaya luar yang bekerja pada struktur. Respon dari struktur tersebut

beruapa gaya dalam, yaitu gaya aksial, geser, dan momen. Respon lain yang

diberikan oleh struktur adalah lendutan. Respon dari suatu struktur sangat

ditentukan oleh tempat gaya bekerja pada struktur, jenis beban yang bekerja

pada struktur, dana arah gaya yang bekerja pada struktur.

Berikut ini adalah proses analisis struktur dari jembatan model:

3.5.1 Analisis Pembebanan Struktur

Terdapat dua jenis beban yang akan dianalisis dalam struktur jembatan

model, yaitu:

1. Beban Mati (Dead Load).

Beban mati adalah beban yang muncul dari berat struktur itu

sendiri, dan juga beban elemen-elemen tetap yang ada pada

sistem struktur.

Untuk jembatan model ini, yang merupakan beban mati adalah:

a. Beban Struktur (elemen dan sambungan).

b. Beban multiplek (t = 12 mm).

Page 124: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

109 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2. Beban Hidup (Live Load).

Sesuai dengan peraturan pembebanan pada panduan KJI ke-9,

jembatan model akan diberikan beban terpusat sebesar 400 kg.

Beban tersebut akan diberikan pada bagian seperempat dan

setengah bentang dari struktur jembatan. Pembebanan diberikan

melalui sebuah spreader beam, dimana dengan adanya spreader

beam ini akan membuat beban terpusat menjadi beban merata di

sepanjang cross girder pada jembatan. Dimana perhitungan

beban merata pada jembatan adalah sebagai berikut:

Lebar jembatan : 900 mm

Beban terpusat : 400 kg

Beban merata:

Pada nantinya beban merata dengan sesuai dengan perhitungan

diatas inilah yang akan di-assign pada struktur. Pemodelan pada

software SAP 2000 untuk pembebanan adalah sebagai berikut:

Page 125: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

110 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Distributed Live Load pada setengah bentang.

Gambar 3. 19 Live Load pada setengah bentang

Distributed Live Load pada seperempat bentang.

Gambar 3. 20 Live Load pada seperempat bentang

3.5.2 Analisis Gaya Dalam Struktur

Sesuai dengan teori dasar dari rangka batang, gaya dalam pada struktur

rangka batang pada dasarnya hanyalah gaya aksial saja, terkecuali pada

Page 126: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

111 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

cross girder tempat diberikannya beban, pada cross girder ini juga

terjadi gaya dalam momen dan juga gaya dalam geser (karena gaya

bekerja pada bentang, tidak pada joint). Besarnya gaya-gaya dalam

yang muncul ini tergantung juga kepada besarnya beban luar yang

diberikan pada struktur. Berdasarkan dua kasus pembebanan yang akan

ditinjau pada jembatan model ini, maka akan didapatkan dua respon

struktur yang berbeda. Berikut ini adalah gaya-gaya dalam yang terjadi

akibtat pembebanan-pembebanan tersebut:

Gaya dalam akibat pembebanan di seperempat bentang.

Gambar 3. 21 Gaya dalam aksial akibat pembebanan seperempat

bentang

Page 127: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

112 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 22 Gaya dalam geser akibat pembebanan seperempat

bentang

Gambar 3. 23 Gaya dalam momen akibat pembebanan seperempat

bentang

Page 128: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

113 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gaya dalam akibat pembebaban di setengah bentang.

Gambar 3. 24 Gaya dalam aksial akibat pembebanan setengah

bentang

Gambar 3. 25 Gaya dalam Geser akibat pembebanan setengah

bentang

Page 129: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

114 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 26 Gaya dalam Momen akibat pembebanan setengah

bentang

Komponen-komponen penyusun pada struktur jembatan adalah sebagai

berikut:

Gambar 3. 27 Komponen pada Jembatan Model

Gambar 3. 28 Cross Girder dan batang vertikal

Berikut ini adalah gaya dalam pada beberapa komponen struktur yang

disebutkan pada gambar sebelumnya:

Batang

Vertikal

Cross Girder

Page 130: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

115 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

1. Top Chord

Gambar 3. 29 Gaya Dalam Aksial pada Top Chord

2. Bottom Chord

Gambar 3. 30 Gaya Dalam Aksial pada Bottom Chord

3. Diagonal Ujung

Page 131: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

116 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 31 Gaya Dalam Aksial pada Diagonal Ujung

4. Diagonal Tengah

Gambar 3. 32 Gaya Dalam Aksial pada Diagonal Tengah

Berikut ini adalah hasil rekapitulasi dari gaya-gaya aksial terbesar yang

bekerja pada batang-batang struktur jembatan:

Page 132: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

117 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 3. 3 Gaya Dalam Aksial Maksimum pada elemen struktur

rangka batang

Momen Momen

Tarik Tekan (kgf.mm) Tarik Tekan (kgf.mm)

Top Chord 0 -534,15 0 0 -680,12 0

Bottom Chord 529,58 0 0 532,67 0 0

Diagonal Ujung 0 -282,98 0 0 -209,77 0

Vertikal 99,85 -155,36 0 5,06 -112,2 0

Diagonal Tengah 236,19 -82,06 0 184,47 0 0

1.2DL+LL 0.5 bentang (kgf)

Gaya Dalam akibat beban merata di cross girder

Segmen1.2DL+LL 0.25 bentang

Gaya Aksial (kgf) Gaya Aksial (kgf)

Gaya aksial pada elemen struktur jembatan ini pada nantinya dapat

digunakan untuk menentukan luas minimum dari penampang elemen

tersebut, sehingga di dapat profil yang optimal. Namun pada tabel diatas

ini hanya ditampilkan gaya-gaya dalam aksial terbesar pada elemen

struktur karena perencanaan jembatan model ini akan didasarkan pada

gaya dalam yang terbesar. Desain dilakukan berdasarkan gaya dalam

yang terbesar karena di dalam perencanaan jembatan model terdapat

syarat lendutan maksimum, jika desain dilakukan berdasarkan gaya

aksial terbesar maka akan didapatkan struktur yang lebih kuat dan kaku.

Gaya-gaya aksial terbesar ini juga pada nantinya akan digunakan

didalam mendesain sambungan, baik pelat maupun baut yang

digunakan.

3.5.3 Analisis Lendutan

Sesuai dengan ketentuan pada peraturan Kompetisi Jembatan Indonesia

(KJI) ke-9 ini, maka ditetapkan lendutan izin untuk bentang 6 meter

adalah sebagai berikut:

Dari hasil perhitungan diatas ini maka kita ketahui bahwa batas

lendutan terbesar yang diizinkan untuk terjadi pada struktur jembatan

model rangka baja ini adalah sebesar 7,5 mm. Batas maksimum

lendutan yang terjadi inilah yang nantinya akan menjadi salah satu dasar

kita di dalam merancang komponen struktur.

Page 133: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

118 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

3.6 Desain Komponen dan Sambungan

Di dalam memastikan apakah desain dari jembatan model mampu menahan

beban beban yang bekerja. Untuk memastikannya, maka perlu dilakukan

perhitungan dari tahanan baik untuk profil maupun sambungan. Sehingga

hasil perhitungan secara detail dari masing-masing komponen dan

sambungan ini lah yang nantinya akan memastikan apakah struktur jembatan

mampu menahan beban yang diterimanya. Berikut ini adalah perhitungan

beberapa komponen dan juga sambungan yang sudah cukup mewakili cara

perhitungan, dan juga rekapitulasi dari tahanan masing-masing komponen

dan juga sambungan.

3.6.1 Desain Komponen

Berdasarkan peraturan Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 dan juga

berdasarkan ketersediaan profil, maka profil yang digunakan untuk elemen-

elemen pada jembatan model adalah sebagai berikut:

1. Profil Siku 30.30.3 (Hot Rolled)

2. Profil Siku 40.40.4 (Hot Rolled)

3. Profil Siku 50.50.5 (Hot Rolled)

Gambar 3. 33 Gambar Penampang beserta properti nya

Data-data penampang beserta gambar penjelasan dari profil yang telah

disebutkan diatas adalah sebagai berikut:

Page 134: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

119 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 3. 4 Tabel Properti Penampang Siku

mm mm mm mm mm mm cm cm2 kg/m Ix=Iy Iv Iu rx=ry rv ru Sx=Sy Sv Su

L 30.30.3 30 x 30 3 7 4 2 0,84 1,73 1,36 1,42 0,59 2,26 0,91 0,58 1,14 0,66 0,5 1,07

L 40.40.4 40 x 40 4 10 6 3 1,12 3,08 2,42 4,48 1,87 7,12 1,21 0,78 1,52 1,55 1,18 2,52

L 50.50.5 50 x 50 5 12 6,5 3 1,41 4,8 3,77 11,1 4,58 17,5 1,52 0,98 1,91 3,09 2,3 4,95

Radius of Gyration

(cm)

Modulus of

Section (cm3)r1 r2

Geometrical Moment

of Inertia (cm4)

Sectional Dimension Sectional Properties

Center of

Gravity (c)

Sec. Of

Area

Unit

WeightJenis xA B t K

Berdasarkan gaya dalam yang terjadi akibat beban luar yang diberikan, maka

profil yang digunakan untuk masing-masing elemen yang telah didefinisikan

sebelumnya adalah sebagai berikut:

1. Top Chord

Digunakan profil siku 50.50.5

Gambar 3. 34 Penampang Profil Top Chord

2. Bottom Chord

Digunakan profil siku 50.50.5

Page 135: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

120 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 35 Penampang Profil Bottom Chord

3. Diagonal Samping

Digunakan profil siku 50.50.5

Gambar 3. 36 Penampang Profil Diagonal Samping

4. Batang Vertikal

Digunakan profil siku 30.30.3

Page 136: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

121 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 37 Penampang Profil Batang Vertikal

5. Diagonal Tengah

Digunakan profill siku 30.30.3

Gambar 3. 38 Penampang Profil Diagonal Tengah

Page 137: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

122 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

6. Cross Girder

Digunakan profil siku 50.50.5

Gambar 3. 39 Penampang Profil Cross Girder

Berikut adalah beberapa contoh perhitungan tahanan batang penyusun

jembatan untuk beberapa kondisi, yaitu kondisi tarik akan diwakili oleh

contoh perhitungan Bottom Chord, kondisi tekan akan diwakili oleh contoh

perhitungan Top Chord, sedangkan kondisi lentur akan diwakili oleh contoh

perhitungan Cross Girder.

Di bawah ini adalah contoh Perhitungan Kekuatan Profil untuk beberapa

komponen penyusun jembatan model rangka baja, dimana persamaan-

persamaan yang digunakan dalam perhitungan sudah dijelaskan sebelumnya:

1. Perhitungan Tahanan Leleh pada elemen Bottom Chord

Profil yang digunakan : siku 50.50.5

fy (tegangan leleh) : 240 MPa

Perhitungan :

Page 138: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

123 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2. Perhitungan Tahanan Fraktur pada elemen Bottom Chord

Profil yang digunakan : siku 50.50.5

fy (tegangan leleh) : 240 Mpa

Diameter baut (db) : 12 mm

Jumlah baut : 1 buah

Tebal profil : 5 mm

Perhitungan :

Gambar 3. 40 Keterangan Penampang siku 50.50.5

Sesuai dengan penjelasan sebelumnya, yang digunakan adalah yang

terbesar, sehingga untuk perhitungan selanjutnya, yang digunakan

sebesar 14,1 mm. Kemudian dari desain jarak antar baut telah kita ketahui

bahwa jarak antar baut yang digunakan adalah 30 mm (as ke as), sehingga

untuk perhitungan nilai U adalah sebagai berikut:

1

14,11

30

0,53

0,9( !)

XU

L

U

U

U OK

Selanjutnya dilakuakan perhitungan An (luas neto) untuk kemudian

dikalikan dengan faktor (U) yang telah dihitung sebelumnya, sehingga

didapatkan luas efektif (Ae) dari penampang yang digunakan. Berikut ini

adalah perhitungan untuk luas neto dan juga luas efektif:

Luas Neto:

Page 139: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

124 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2

( )

480,2 (12 5)

420,2mm

n g b

n

n

A A d t

A

A

Luas Efektif:

2

0,53 420,2

222,706mm

e n

e

e

A U A

A

A

Tahanan fraktur pada elemen bottom chord adalah:

0,75 370 222,706

61800,915

61,8

6306,2158

d u e

d

d

d

d

T f A

T

T N

T kN

T kg

3. Perhitungan Tahanan Blok Geser pada elemen Bottom Chord

Profil yang digunakan : siku 50.50.5

fy (tegangan leleh) : 240 Mpa

Diameter baut (db) : 12 mm

Jumlah baut : 1 buah

Tebal profil : 5 mm

Perhitungan :

Gambar 3. 41 Pola blok geser yang mungkin terjadi

Perhitungan Kapasitas penampang terhadap keruntuhan blok geser

dengan persamaan 1 adalah sebagai berikut:

Page 140: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

125 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

(0,6 ) ( )

(0,6 240 50 5) (370 5 (30 (0,5 1

4440

2)))

36000

80400

0

n y gv u nt

n

n

n

T f A f A

T

T

T N

Perhitungan kapasitas penampang terhadap keruntuhan blok geser dengan

persamaan 2 adalah sebagai berikut:

(0,6 ) ( )

(0,6 370 5 (50 (1,5 12))) (24

3

0 5 30)

36000

71520

5520

n u nv y gt

n

n

n

T f A f A

T

T

T N

Dapat kita lihat pada besaran kondisi fraktur pada persamaan yang

ditandai dengan angka berwarna merah, terlihat bahwa fraktur pada

persamaan satu lebih besar dibandingkan dengan fraktur pada persamaan

dua, sehingga tahanan nominal terhadap blok geser dari profil diambil

dari persamaan satu. Didapatkan melalui perhitungan bahwa tahanan

nominal blok geser dari penampang adalah 80400 N. Sehingga untuk

Tahanan desain profil terhadap blok geser dapat dihitung besarnya dengan

persamaan sebagai berikut:

0,75 80400

60300

6153,061224

d n

d

d

d

T T

T

T N

T kg

Dapat dilihat pada hasil perhitungan bahwa yang paling menentukan

adalah keruntuhan blok geser, sehingga kapasitas dari penampang dalam

menahan gaya aksial tarik yang bekerja ditentukan oleh kapasitas

berdasarkan perhitungan untuk keruntuhan blok geser.

Page 141: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

126 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

4. Perhitungan Tahanan Tekan pada elemen Top Chord

Gambar 3. 42 Komponen Top Chord yang ditinjau

Gambar 3. 43 Sumbu pada penampang profil Top Chord

Profil yang digunakan : siku 50.50.5

fy (tegangan leleh) : 240 Mpa

Ag (luas bruto) : 480,2 mm2

Iy = Ix : 111000 mm4

Iv (sumbu lemah) : 45800 mm4

Iu (sumbu kuat) : 175000 mm4

rx = ry : 15,2 mm

rv : 9,8 mm

ru : 19,1 mm

Sx = Sy : 3080 mm3

Sv : 2300 mm3

Su : 4950 mm3

L (panjang tak terkekang) : 750 mm

kc (koefisien tekuk) : 1 (asumsi: sendi-sendi)

Page 142: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

127 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Perhitungan :

Periksa kelangsingan penampang (tekan murni)

5010

5

250 25016,137

240r

y

r

b

t

f

Penampang Tak Kompak

Perhitungan panjang tekuk dari profil:

1

750

( ) 1 750 750

75076,5306

9,8

75039,267

19,1

c

k c

kv

v

ku

u

k

L mm

L panjang tekuk k L mm

L

r

L

r

Tinjau arah-u (sumbu kuat):

39,267 2400,433

200000

1,43 1,430,25 1,2 1,0917

1,6 0,67 1,6 0,67 0,433

240219,84

1,0917

. 0,85 480,2 219,84 89732,093

9156,336

yucu

cu u

cu

y

cr

u

g cr

f

E

fMPa

Nd A f N

Nd kg

Tinjau arah-v (sumbu lemah):

Page 143: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

128 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

76,5306 2400,844

200000

1,43 1,430,25 1,2 1,3823

1,6 0,67 1,6 0,67 0,844

240173,6236

1,3823

. 0,85 480,2 173,6236 70867,945

7231,423

yvcv

cv v

cv

y

cr

v

g cr

f

E

fMPa

Nd A f N

Nd kg

Perbandingan kekuatan masing-masing sumbu pada penampang terhadap

gaya aksial tekan yang bekerja:

- Gaya yang bekerja: 680,12 kg (tekan)

- Strength ratio sumbu u : 0,0742 (OK!)

- Strength ratio sumbu v : 0,09405 (OK!)

Dapat dilihat dari hasil perhitungan bahwa elemen top chord pada

struktur jembatan model mampu menahan beban aksial tekan yang

bekerja, baik pada sumbu lemah nya maupun pada sumbu kuat.

5. Perhitungan Tahanan Momen dan Geser pada Cross Girder

Profil yang digunakan : siku 50.50.5

fy (tegangan leleh) : 240 Mpa

Ag (luas bruto) : 480,2 mm2

fy : 240 MPa

fu : 370 MPa

Iy = Ix : 111000 mm4

d : 50 mm

h : 45 mm

rx = ry : 15,2 mm

Sx = Sy : 3080 mm3

L (panjang tak terkekang) : 750 mm

kc (koefisien tekuk) : 1 (asumsi: sendi-sendi)

Perhitungan :

Page 144: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

129 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Pertama-tama akan dilakukan perhitungan untuk menentukan nilai dari

modulus plastis penampang untuk setiap sumbunya, dalam hal ini

modulus plastis penampang siku untuk tiap sumbunya adalah sama.

Modulus plastis penampang dihitung dengan cara luas tiap segmen

(seperti pada gambar 3.45 terdapat dua segmen pada profil) dikalikan

dengan jarak dari masing-masing segmen tersebut menuju centroid

penampang. Jika ingin mencari modulus plastis penampang terhadap

sumbu-x, maka yang digunakan adalah jarak sumbu y (centroid dalam

arah-y), begitu juga untuk sebaliknya jika ingin mencari nilai Zy maka

yang digunakan adalah jarak pada sumbu-x.

Gambar 3. 44 Sumbu dan Pembagian Segmen pada profil Cross

Girder

Berikut adalah perhitungan modulus plastis penampang cross girder:

2

2

3

3

50 5 250

5 (50 5) 225

50( 14,1) 10,9

2

5(14,1 ) 11,6

2

(250 10,9) (225 11,6) 5335

5335

Luas Segmen I mm

Luas Segmen II mm

Jarak Segmen I terhadapCentroid mm

Jarak Segmen II terhadapCentroid mm

Zx mm

Zx Zy mm

Perhitungan beban-beban yang bekerja pada cross girder:

- Dead Load akibat berat sendiri dari elemen cross girder dan Live Load

yang diberikan pada saat uji pembebanan:

Page 145: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

130 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

3 3

3

7850 / 0,00000785 /

0,00000785 480,2 3,76957 10 /

0,4444444 /

0,44821397 /

baja g

baja kg m kg mm

Dead Load A kg mm

Live Load kg mm

Total Loads kg mm

Perhitungan Momen Maksimum akibat total beban yang bekerja pada

cross girder:

210,44821397 931,8

8

48645,292 .

Mu

Mu kg mm

Pengecekan kelangsingan dari penampang Cross Girder:

5010

5

250 25016,137

240r

y

r

b

t

f

Penampang Tak Kompak

Dikarenakan penampang cross girder merupakan penampang tak

kompak, sehingga kapasitas momen nominal dari cross girder tidak

mencapai batas momen plastis nya. Kapasitas momen nominal dari

penampang cross girder akan lebih kecil dibandingkan Momen plastis

nya. Di dalam perhitungan momen nominal suatu penampang tak

kompak, maka kita juga perlu menghitung besarnya momen residual dari

penampang tersebut. Perhitungannya adalah sebagai berikut:

5335 240 1280400 . 130653,0612 .

( ) (240 70) 3080 523600 . 53428,5714 .

16,137 10 10 0130653,0612 53428,5714

16,137 0 16,137 0

82798,7952

0,9

x y

y r x

Mp Z f N mm kg mm

Mr f f S N mm kg mm

r pMn Mp Mr

r p r p

Mn

Mn

Md

82798,7952=74518,9156kg.mm

Page 146: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

131 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Selanjutnya akan dilakukan pengecekan tahanan geser dari elemen cross

girder, berikut ini adalah perhitungannya:

45 ( )

1100 110071,00469

240

1100!!

, 0,6

0,6 240 50 5 36000 3673,469

0,9 3673,469 3306,122

y

y

y w

h mm tinggi bersih dari badan profil cross girder

f

h OKf

maka Vn f d t

Vn N kg

Vd kg

Sesuai dengan teori yang telah dijelaskan pada sub-bab Dasar Teori,

bahwa pada elemen struktur baja yang mengalami lentur akibat beban

merata sepanjang bentangnya, maka harus dilakukan pengecekan

terhadap interaksi lentur dan geser nya. Pengecekan untuk elemen cross

girder adalah sebagai berikut:

( ) 48645,1215 .

( ) 208,822157

:

0,625 1,375

48645,1215 208,8221570,625 1,375

74518,9156 3306,122

0,6922 1,375 !!

Mu akibat bebantotal kg mm

Vu akibat bebantotal kg

Pengecekan

Mu Vu

Md Vd

OK

Dari hasil perhitungan diatas dapat disimpulkan bahwa elemen cross

girder mampu menahan baik gaya geser maupun momen yang

diakibatkan berat sendiri dari elemen tersebut, dan juga akibat uji

pembebanan.

6. Perhitungan Tahanan Torsi pada penampang Cross Girder

Pada tinjauan torsi kali ini dilakukan analisis yang paling kritis, dimana

eksentrisitas dar beban merata yang diberikan adalah yang terjauh

terhadap shear center, yaitu sejarak 50 mm.

Page 147: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

132 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Profil yang digunakan : siku 50.50.5

fy (tegangan leleh) : 240 Mpa

Ag (luas bruto) : 480,2 mm2

fy : 240 MPa

fu : 370 Mpa

L (panjang bentang) : 931,8 mm

Iy = Ix : 111000 mm4

Total Loads (Distributed) : 0,448212 kg/mm (berat sendiri+beban uji)

Zx = Zy : 5335 mm3

Sx = Sy : 3080 mm3

Perhitungan :

Besar Torsi yang bekerja sepanjang bentang cross girder adalah sebagai

berikut:

0,448212 50

22,41062 . /

u

u

u

T Total Loads eksentrisitas

T

T kg mm mm

Momen lentur maksimum yang diakibatkan oleh beban merata sepanjang

bentang cross girder adalah sebagai berikut (asumsi sendi-sendi), dimana

untuk keterangan sumbu pada penampang dapat dilihat pada gambar 3.45

pada pembahasan lentur dan geser pada elemen cross girder:

2 21 10,448212 931,8

8 8

48645,12 .

ux

ux

M Total Loads L

M kg mm

Berikut ini adalah perhitungan parameter-parameter yang digunakan

untuk perhitungan gaya dalam torsi yang terjadi:

- Perhitungan S max:

2 22

max

50 51562,5

8 8

fb tS mm

- Perhitungan Inersia Flens (If):

Page 148: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

133 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

3

3

3

1

12

15 50

12

52083,33

f f

f

I t b

I

If mm

- Perhitungan Konstanta Torsi (J):

3

3 3

4

1

3

1 1( 50 5 ) ( (50 5) 5 )3 3

3958,333

J b t

J

J mm

- Perhitungan Cw:

2

2

6

( )

2

(50 5)52083,33

2

52734375

f

w f

w

w

d tC I

C

C mm

- Perhitungan k2 ,k, dan kl:

2

2

2 5 2

1

2(1 )

1 3958,333

2(1 0,3) 52734375

2,89 10 /

0,005373/

0,005373 931,8 5,006628

2,5033142

w

Jk

C

k

k mm

k mm

kl

kl

- Perhitungan 𝛽:

1tanh

22

1tanh(2,503314)

2,503314

0,394158

klkl

Page 149: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

134 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

- Perhitungan Mf:

2

2

1( ) ( )

12

1(50 5) 0,394158( 22,41062 931,8 )

12

21304,31 .

f f u

f

f

M d t T l

M

M kg mm

Setelah mendapatkan besaran dari setiap parameter diatas, maka akan

dilakukan pengecekan tegangan pada ujung bebas flens dan juga tegangan

pada bagian tengah flens pada penampang di tumpuan. Berikut adalah

perhitungan pengecekannya:

- Pengecekan ujung bebas flens

.

48645,12 .

21304,31 .

48645,12 21304,310,9 240

3080 3080

22,71086 216

!!!

uyuxun b y

x y

un

un

MMf

S S

Mux kg mm

Muy kg mm

OK

Dari hasil perhitungan diatas dapat kita lihat bahwa ujung bebas flens

pada penampang di tumpuan mampu menahan tegangan yang bekerja

akibat beban torsi dan juga momen lentur.

- Pengecekan bagian tengah flens

2

2 .2 2

48645,127,896935

2 2 2 3080

22,41062 931,8 / 2232,0246kg

50 5

ux uxun w y

ux ux

x

wf

f

b f

MMPa

S

TV

d t

max 232,0246 1562,51,392148

5 52083,33

f

w

f f

V SMPa

t I

Page 150: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

135 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2 27,896935 7,896935 1,392148 0,9 240

15,91564 216

!!!

un

un

OK

Dari hasi seluruh perhitungan diatas, dapat disimpulkan bahwa

penampang Cross Girder mampu menahan beban Torsi akibat adanya

eksentrisitas pembebanan terhadap shear center nya.

Berdasarkan pengelompokkan komponen struktur jembatan model yang

telah disebutkan sebelumnya, yaitu top chord, bottom chord, diagonal

ujung, diagonal tengah, batang vertikal, dan juga cross girder, berikut ini

akan dilakukan rekapitulasi kapasitas dari masing-masing kelompok

komponen penyusun jembatan yang paling kritis terhadap gaya dalam

terbesar yang bekerja pada kelompok komponen tersebut. Yang dimaksud

dengan kapasitas penampang yang paling kritis pada suatu kelompok

komponen misalnya adalah kapasitas top chord yang dilampirkan pada

tabel di bawah ini adalah top chord dengan panjang tak terkekang yang

paling panjang (teori batang tekan) yang kemudian akan dibandingkan

dengan gaya dalam tekan terbesar yang bekerja pada salah satu

penampang top chord.

Berikut ini adalah tabel perbandingan gaya dalam terhadap kapasitas

akibat dua tipe pembebanan dan juga akibat berat sendiri masing-masing

komponen tersebut.

Tabel 3. 5 Perbandingan Kapasitas terhadap Gaya Dalam ¼ bentang

Aksial

Tarik

(kg)

Aksial

Tekan

(kg)

Momen

Lentur

(kg.mm)

Geser

(kg)

Aksial

Tarik

(kg)

Aksial

Tekan

(kg)

Momen

Lentur

(kg.mm)

Geser

(kg)

1 Top Chord siku 50.50.5 5473,5 7232,1 - - - 401,9 - - OK

2 Diagonal Ujung siku 50.50.5 5473,5 8054,2 - - - 281,8 - - OK

3 Bottom Chord siku 50.50.5 5473,5 - - - 198,61 - - - OK

4 Batang Vertikal siku 30.30.3 2417,6 2242,9 - - - 4,26 - - OK

5Diagonal

Tengahsiku 30.30.3 2417,6 904,39 - - - 77,61 - - OK

6 Cross Girder siku 50.50.5 - - 74518,92 3306 - - 48645,1 208,822 OK

No.

ElemenJenis Elemen Tipe Profil

KapasitasGaya Dalam akibat berat sendiri

dan pembebanan (1/4 bentang)

Status

Pengecekan

Kekuatan

(1/4

bentang)

Page 151: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

136 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 3. 6 Perbandingan Kapasitas terhadap Gaya Dalam ½ bentang

Aksial

Tarik

(kg)

Aksial

Tekan

(kg)

Momen

Lentur

(kg.mm)

Geser

(kg)

Aksial

Tarik

(kg)

Aksial

Tekan

(kg)

Momen

Lentur

(kg.mm)

Geser

(kg)

1 Top Chord siku 50.50.5 5473,5 7232,1 - - - 680,1 - - OK

2 Diagonal Ujung siku 50.50.5 5473,5 8054,2 - - - 209,8 - - OK

3 Bottom Chord siku 50.50.5 5473,5 - - - 147,67 - - - OK

4 Batang Vertikal siku 30.30.3 2417,6 2242,9 - - - 4,26 - - OK

5Diagonal

Tengahsiku 30.30.3 2417,6 904,39 - - 182,86 - - - OK

6 Cross Girder siku 50.50.5 - - 74518,92 3306 - - 48645,1 208,822 OK

No.

ElemenJenis Elemen Tipe Profil

KapasitasGaya Dalam akibat berat sendiri

dan pembebanan (1/2 bentang)

Status

Pengecekan

Kekuatan

(1/2

bentang)

Dari hasil rekapitulasi kapasitas komponen terhadap gaya dalam yang

bekerja pada komponen tersebut, dapat disimpulkan bahwa setiap

komponen pada struktur jembatan model mampu menahan gaya-gaya

dalam yang terjadi pada komponen tersebut, yang diakibatkan adanya

beban luar dan juga berat sendiri pada struktur.

3.6.2 Desain Sambungan

Pada dasarnya pada suatu sambungan terdapat bagian dari komponen yang

akan disambung, dan juga alat sambung. Sesuai dengan peraturan KJI ke-9

ini, sambungan yang diperbolehkan hanyalah sambungan baut. Oleh karena

itu, untuk semua jenis sambungan pada sistem struktur jembatan model ini

digunakan baut dan pelat buhul (gusette plate). Baut adalah alat sambung

yang paling banyak digunakan pada suatu konstruksi, terutama struktur yang

terdiri dari elemen-elemen terpisah dan perlu dilakukan penyambungan.

Kelebihan sambungan baut adalah proses pengerjaannya mudah, dan juga

baut mempunyai kekuatan yang baik. Namun, baut adalah alat sambung yang

batangnya berulit sehingga memberikan sambungan yang longgar dan agak

kasar. Untuk dapat memasukkan baut, lubang yang tersedia harus lebih besar

sekitar 1 mm dari diameter baut itu sendiri, karena jika lubang baut terlalu

pas makan akan beresiko sulit di dalam pemasangan baut, mengingat bahwa

material baja merupakan material yang mudah mengalami

pemuaian/penyusutan akibat perubahan suhu. Tetapi disamping itu sebuah

lubang baut juga tidak diperbolehkan jika terlalu besar dari diameter baut

Page 152: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

137 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

yang digunakan, karena hal ini akan mengurangi kekuatan dari sambungan

dan juga akan mengakibatkan pergerakan yang seharusnya tidak terjadi pada

sambungan. Pergerakan yang seharusnya tidak terjadi ini salah satunya dapat

mengakibatkan membesarnya defleksi dari struktur. Oleh karena itu di dalam

merencanakan suatu detail sambungan baut pada suatu struktur, kita harus

benar-benar memperhitungkan kesulitan pemasangan, mungkin/tidaknya jika

sambungan rencana diaplikasikan pada suatu struktur.

Pada sambungan jembatan model ini akam digunakan baut mutu tinggi

dengan diameter 8 mm, dan juga akan digunakan pelat sebagai bagian dari

alat sambung. Berikut ini adalah spesifikasi elemen-elemen yang digunakan

dalam sambungan:

Tabel 3. 7 Spesifikasi Elemen Sambungan

Diameter 8 mm

Tegangan Ultimate 297,5 Mpa

Teganagan Leleh 240 Mpa

Tegangan Ultimate 370 Mpa

Tegangan Leleh 240 Mpa

Tegangan Ultimate 370 Mpa

Pelat Siku Penyambung Cross Girder

Pelat Buhul

Baut

Pada nantinya tahanan dari satu buah baut ini akan dijadikan sebagai dasar

untuk menentukan jumlah baut yang akan digunakan pada sambungan tiap

elemen struktur. Pada intinya jumlah baut yang ada harus mampu menahan

gaya-gaya dalam yang bekerja pada struktur, desain sambungan baut ini

dilakukan berdasarkan gaya dalam pada masing-masing elemen struktur.

Sedangkan untuk mendesain pelat buhul yang akan digunakan, terutama

ketebalan dari pelat, dilakukan berdasarkan gaya dalam terbesar yang bekerja

pada sambungan tersebut. Berikut ini adalah beberapa perhitungan untuk

sistem sambungan yang ada pada struktur.

Page 153: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

138 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

1. Tahanan Tarik Baut, Rn

Tahanan tarik dari satu buah baut yang akan digunakan pada struktur

jembatan model adalah sebagai berikut:

Keterangan:

- Diameter : 8 mm

- Tegangan ultimate baut : 297,5 Mpa

- ∅f (faktor reduksi) : 0,75

- Ab : luas bruto satu buah baut

0,75b

n u bR f A

21297,5 0,75 8

4

11215,48577

1144,437

0,75

0,75 1144,437

858,32775

n

n

n

d n

d

d

R

R N

R kg

R R

R

R kg

Jika gaya yang bekerja pada elemen menyebabkan baut pada sistem

sambungan menjadi tertarik, maka tahanan tarik desain dari satu baut ini

lah yang akan menjadi dasar untuk menentukan jumlah baut. Dapat dilihat

dari hasil hitungan diatas bahwa tahanan tarik desain dari satu baut

dengan diameter 8 mm adalah 858,32775 kg. Salah satu sambungan yang

mengalami tarik adalah sambungan pada cross girder.

2. Tahanan Geser Nominal, Rn

Tahanan geser dari satu buah baut yang akan digunakan pada struktur

jembatan model adalah sebagai berikut.

- Diameter : 8 mm

- Tegangan ultimate baut : 297,5 Mpa

- ∅f (faktor reduksi) : 0,75

- Bagian ulir baut berada pada bidang geser.

Page 154: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

139 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2

0,4

10,4 1 8 297,5

4

5981,592412

610,3665727

0,75

0,75 610,3665727

457,7749295

b

n b u

n

n

n

d n

d

d

R m A f Denganulir padabidang geser

R

R N

R kg

R R

R

R kg

Dapat dilihat dari hasil perhitungan diatas bahwa tahanan geser baut

dengan diameter 8 mm adalah 457,775 kg. Sehingga dengan mengethaui

kuat geser satu baut ini kita dapat mengestimasikan jumlah baut yang

akan direncanakan pada struktur jembatan model, khususnya pada

sambungan dimana baut akan mengalami geser.

3. Tahanan Tumpu

Berikut ini adalah perhitungan tahanan tumpu dari pelat buhul yang

digunakan pada struktur jembatan model, beserta dengan spesifikasi baik

dimensi maupun material dari pelat buhul yang digunakan.

- Tebal pelat buhul atas : 5 mm

- Tebal pelat buhul bawah : 4 mm

- Tegangan leleh : 240 Mpa

- Tegangan ultimate : 370 Mpa

- 𝜙 (faktor reduksi) : 0,75

Perhitungan tahanan tumpu pelat buhul dengan tebal 4 mm:

Page 155: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

140 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Perhitungan tahanan tumpu pelat buhul dengan tebal 5 mm:

Dari hasil perhitungan diatas dapat terlihat bahwa tahanan tumpu pelat

buhul dengan tebal 4 mm adalah 2174,6938 kg, dan tahanan tumpu dari

pelat 5 mm adalah 2718,367 kg. Nantinya tahanan tumpu dari tiap jenis

pelat ini akan dibandingkan dengan gaya aksial terbesar yang bekerja

pada tiap titik buhul jembatan model.

4. Lubang Tersusun

Yang dimaksud untuk keruntuhan lubang tersusun adalah keruntuhan

fraktur dan keruntuhan blok geser. Kedua teori perhitungan ini telah

dibahas sebelumnya pada dasar teori komponen. Pada bagian ini yang

ditentukan adalah tahanan dari pelat buhul.

5. Sambungan Cross Girder

Pada jembatan model ini, cross girder disambungkan menuju rangka

batang dengan menggunakan sambungan berbentuk siku dengan

ketebalan 5 mm. Berikut ini adalah detail dari sambungan tersebut:

Page 156: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

141 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 3. 45 Detail sambungan cross girder

Tebal pelat siku : 5 mm

Tinggi pelat siku : 45 mm

Lebar pelat siku : 50 mm (satu sisi)

Pada sambungan ini digunakan 4 buah baut, dimana 2 baut berada pada

sisi sambungan pelat siku terhadap elemen bottom chord, sedangkan 2

buah baut lainnya berada pada sisi sambungan antara plat siku dengan

cross girder. Dengan desain sambungan seperti ini dan dengan

pembebanan merata sepanjang cross girder, maka akan terjadi kombinasi

geser dan tarik pada baut. Baut pada sambungan akan mengalami

kombinasi geser dan tarik jika diasumsikan bahwa sambungannya adalah

jepit. Sehingga tahanan dari sambungan direncanakan agar mampu

menahan momen yang bekerja pada tumpuan. Dimana kekuatan dari

sambungan cross girder akan dicek dengan persamaan sebagai berikut:

- Pengecekan tahanan geser sambungan cross girder:

Vu (geser ultimate akibat beban luar) : 213,75 kg

Jumlah baut yang menahan geser : 4 buah

Luas total baut yang menahan geser : 201,0619 mm2

𝜙 (faktor reduksi) : 0,75

Page 157: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

142 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tegangan geser ultimate (fuv) pada sambungan baut yang menahan

geser adalah sebagai berikut:

2

213,751,063105

201,0619

10,42

0,4 0,4 0,75 297,5 1 89,25

0,4

uuv

uv

uv

ub

uv ub

Vf

LuasTotal Baut

kgf

mm

f MPa

f m MPa

f f m

OK

- Pengecekan momen pada sambungan cross girder:

Mu (momen ultimate pada tumpuan) : 16215,04 kg.mm

Jumlah baut yang menahan tarik : 2 buah

Luas total baut yang menahan tarik (Abt) : 100,532 mm2

𝜙 (faktor reduksi) : 0,75

Lebar pelat yang terkena momen (b) : 45 mm

fy pelat siku penyambung : 240 Mpa

Jarak baut dari sisi bawah pelat (y) : 12 mm

Pertama-tama tentukan besar ft pada baut, dengan persamaan sebagai

berikut:

807 1,9 621

807 (1,9 10,42) 621

787,205 621

621

t uv

t

t

t

f f MPa

f MPa

f MPa

f MPa

Kemudian tentukan tinggi daerah yang tertekan (a) pada pelat akibat

momen negatif pada sambungan karena beban luar.

( )

( )

(100,531 621)

(240 45)

5,78052

t

y

Luasbaut yang menahantarik fa

f pelat b

a

a mm

Setelah mengetahui daerah yang akan tertekan pada sambungan akibat

momen negatif yang bekerja pada sambungan, maka kita dapat

menentukan besarnya kapasitas sambungan di dalam menahan momen

Page 158: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

143 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

yang bekerja. Perhitungan kapasitas momen nominal dan desain dari

sambungan adalah sebagai berikut:

( ) ( )2

5,78053(100,531 297,5 12) (5,78053 240 45 )

2

58032,48 .

0,75 58032,48

43524,36 .

n bt t y

n

n

d n

d

d

u d

aM A f y a f b

M

M kg mm

M M

M

M kg mm

M M OK

Dari hasil perhitungan yang dilakukan diatas, maka dapat disimpulkan

bahwa sambungan rencana untuk elemen cross girder mampu menahan

beban yang bekerja.

Berikut ini adalah summary dari jembatan model yang telah dirancang:

Page 159: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

144 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 3. 8 Summary Jembatan Model

Konfigurasi rangka batang Pratt

Jumlah segmen 10 segmen

Panjang 6 m

Lebar 0,9 m

Tinggi 0,6 m

Top Chord siku 50.50.5

Bottom Chord siku 50.50.5

Diagonal Ujung siku 50.50.5

Diagonal Tengah siku 30.30.3

Batang Vertikal siku 30.30.3

Cross Girder siku 50.50.5, siku 30.30.3

Bracing siku 30.30.3

Elemen batang dan Pelat

Tegangan leleh 240 Mpa

Tegangan ultimate 370 Mpa

Baut

Diameter 8 mm

Tegangan putus 297,5 Mpa

Berat Struktur Total 209,84 kg

Lendutan di tengah bentang

Beban di seperempat bentang 0,7847 mm

Beban di setengah bentang 1,177 mm

SUMMARY DESAIN JEMBATAN MODEL

Jembatan

Profil yang digunakan

Material

Output Analisis Struktur

3.7 Kesesuaian Perancangan Jembatan dengan Tema

Tema yang diangkat pada Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 ini adalah

“Jembatan Kokoh, Praktis, Inovatif dan Berwawasan Lingkungan”. Berikut

ini adalah pendefinisian akan kesesuaian jembatan model terhadap tema yang

telah ditentukan:

1. Kokoh, yang dimaksud dengan kokoh disini adalah struktur jembatan

model harus kuat dan tidak mudah rusak di dalam menahan beban yang

telah direncanakan. Disamping struktur jembatan mampu menahan beban

yang direncanakan, struktur jembatan model juga harus memenuhi batas

lendutan ijin yang telah ditentukan.

Page 160: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

145 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

2. Praktis, yang dimaksud adalah jembatan model harus berdasarkan praktik,

mungkin untuk dilakukan, dan juga praktis di dalam pelaksanaannya.

Jembatan model yang direncanakan kali ini termasuk ke dalam kategori

praktis dikarenakan pelat buhul dan elemen yang digunakan tidak terlalu

banyak, dikarenakan oleh konfigurasi dari rangka batang pada jembatan

model ini sendiri, yaitu konfigurasi Pratt.

3. Inovatif, memiliki arti dimana terdapat sesuatu yang baru. Jembatan

model yang direncanakan kali ini menggunakan konfigurasi rangka

batang Pratt. Namun, konfigurasi Pratt yang digunakan pada jembatan

model ini bukanlah Pratt konvensional pada umumnya, dimana

konfigurasi Pratt konvensional adalah tiap segmennya memiliki panjang

dan tinggi yang sama. Jembatan model kali ini merupakan hasil

modifikasi dari konfigurasi Pratt, dimana panjang dan tinggi tiap segmen

berbeda-beda dengan maksud agar struktur jembatan model lebih estetis

dan juga untuk optimasi kekuatan jembatan model.

4. Berwawasan Lingkungan, berarti di dalam perencanaan dan juga

konstruksi jembatan model dilakukan dengan tanpa mencemari

lingkungan. Pada jembatan model yang dirancang ini dilakukan efisiensi

material baja yang digunakan dengan melakukan penggunaan material

benar-benar berdasarkan kebutuhan yang sudah pasti, tanpa ada kelebihan

penggunaan material.

Page 161: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

146 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

BAB IV

METODE PERAKITAN MODEL JEMBATAN

Pendesainan struktur suatu jembatan dalam proyek konstruksi yang riil hanya

merupakan sebagian dari rangkaian keseluruhan proses konstruksi itu sendiri. Salah

satu tahapan yang tak kalah penting dari tahapan pendesainan struktur adalah tahap

pelaksanaan konstruksi. Tanpa adanya metode pelaksanaan konstruksi yang baik,

desain awal struktur jembatan yang telah dirancang, hanya akan menjadi sebuah

desain di atas kertas semata. Oleh karena itu jenis metode konstruksi yang dipilih

untuk konstruksi suatu struktur akan menentukan keberhasilan konstruki dan

efisiensi serta efektivitas dalam segi waktu maupun penggunaan sumber dayanya.

Terdapat berbagai macam metode konstruksi untuk berbagai jenis jembatan dalam

proyek konstruksi jembatan yang riil. Berbagai metode konstruksi jembatan ini

dipilih berdasarkan berbagai pertimbangan kondisi lapangan di antaranya kondisi

topografi lokasi jembatan, bentuk jembatan, kemudahan pelaksanaan dan

ketersediaan teknologi pelaksanaan yang dibutuhkan, biaya, serta waktu yang

dibutuhkan.

4.1 Persyaratan Metode Konstruksi

Persyaratan Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 tahun 2013 mengenai metode

konstruksi jembatan yang dikutip dari panduan yang telah ditetapkan adalah

sebagai berikut :

Jumlah segmen sebelum perakitan minimal berjumlah 6 (enam) segmen

jembatan.

Alat bantu konstruksi yang digunakan dapat dibongkar-pasang dengan berat

maksimum sebesar 240 kg.

Dalam pemasangan alat sambung berupa baut, tidak diperkenankan

menggunakan alat bantu pengencang baut elektrik maupun hidrolik.

Page 162: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

147 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

Untuk tahap erection jembatan tidak diperkenankan menggunakan alat-alat

otomatis / mekanis.

Dilarang menggunakan sambungan jenis las untuk menyambungkan pelat

sambung dengan batang, kecuali untuk sisi tumpuan.

Pada saat proses perakitan jembatan model, area kerja yang diijinkan dan

berlaku adalah seperti pada gambar berikut ini :

Gambar 4. 1 Skematik gambar siteplan kompetisi

Waktu pelaksanaan konstruksi tidak boleh melampaui batas waktu

maksimum yang diijinkan yakni 120 (seratus dua puluh) menit.

Metode pelaksanaan perakitan jembatan harus menggunakan sistem

kantilever atau peluncuran tanpa perancah.

4.2 Landasan dan Jenis Metode Konstruksi

Berdasarkan ketentuan – ketentuan yang telah ditentukan pada subbab

sebelumnya, maka dipilih suatu metode launching jembatan yang dapat

memenuhi persyaratan – persyaratan tersebut. Metode peluncuran jembatan

model adalah peluncuran dengan menggunakan launcher yang menerapkan

prinsip mekanika sederhana dengan menggunakan bantuan tenaga manusia,

tanpa bantuan mesin. Jembatan dirakit dari satu sisi sungai kemudian

diluncurkan dari meja kerja dengan system pendorong hingga mencapai fase

kantilever. Proses peletakan jembatan ke atas abutmen dibantu dengan

Page 163: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

148 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

menggunakan sistem katrol di masing-masing ujung jembatan agar jembatan

dapat diletakkan dengan baik tanpa terjadi benturan.

Komponen-komponen utama yang menjadi penyusun struktur launcher secara

keseluruhan antara lain : meja kerja, roda dan sistem katrol untuk membantu

proses ereksi jembatan melewati sungai, counterweight (beban penyeimbang

gaya kantilever pada fase ereksi jembatan), serta segmen tambahan yang

berfungsi untuk pengikat pada jembatan selama proses peluncuran berlangsung.

Sistem peluncuran jembatan dengan prinsip kantilever ini dipilih dengan

pertimbangan-pertimbangan mengenai kesesuaian dengan pelaksanaan

konstruksi jembatan sebenarnya yang ada di lapangan, kesesuaian dengan

bentuk konfigurasi struktur rangka batang jembatan, aspek kemudahan dalam

aplikasi dan realisasi untuk kondisi riil jembatan sebenarnya, kemudahan

bongkar-pasang launcher saat di area kerja yang tersedia, dan pertimbangan

mengenai efisiensi dan optmalisasi biaya dan waktu pengerjaan konstruksi.

Kelebihan dari jenis metode konstruksi sistem kantilever ini antara lain:

a. Pemasangan dan penyambungan segmen-segmen jembatan model dapat

dilakukan dari satu sisi area kerja sehingga pengencangan sambungan

baut dapat dikontrol dengan lebih baik.

b. Proses peletakan jembatan dilakukan dari dua sisi area kerja dengan

menggunakan sistem katrol sehingga proses peletakan jembatan pada

abutmen dapat dilakukan dengan perlahan-lahan dan akurat tanpa

adanya hambatan yang signifikan.

Namun demikian ada hal-hal yang harus diperhatikan secara khusus dalam

menggunakan metode launching jembatan dengan sistem kantilever ini yaitu:

1. Perlu dilakukan analisis struktur yang lebih mendalam pada setiap fase-fase

proses ereksi jembatan mulai dari fase awal hingga pada fase paling kritis

yakni fase kantilever dimana jembatan menggantung di salah satu sisi area

kerja.

2. Perlu dilakukan pendesainan detailing pada segmen tambahan yang

digunakan untuk mengikat jembatan saat proses ereksi / launching

jembatan berlangsung.

Page 164: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

149 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

Jembatan model merupakan jembatan yang didesain skalatis terhadap jembatan

sebenarnya. Pada proses konstruksi jembatan sebenarnya perlu dilakukan

segmentasi pada bagian-bagian tertentu dengan mempertimbangkan

kemudahan tranportasi dari tempat fabrikasi struktur jembatan menuju ke

tempat pelaksanaan konstruksi (site). Dengan prinsip yang serupa, jembatan

model yang dibuat perlu dibagi ke dalam 6 (enam) segmen untuk kemudahan

perakitan sesuai dengan batas-batas area kerja yang telah ditentukan.

4.3 Pembagian Segmen Jembatan Model

Jembatan model dibagi ke dalam 6 (enam) segmen terpisah sesuai dengan

ketentuan pada panduan KJI ke-9 ini. Sambungan yang diijinkan untuk

antarsegmen jembatan adalah jenis sambungan baut dan proses penyambungan

antarsegmen dilakukan di lapangan. Pengecualian jenis sambungan terdapat

pada sambungan antara segmen jembatan dan pelat tumpuan yakni

diperbolehkan menggunakan jenis sambungan las.

Secara garis besar, Jembatan Espoir ini akan dibagi ke dalam 6 (enam) segmen

dengan desain jembatan model sebagai berikut:

Gambar 4. 2 Desain Jembatan Model

Dengan pembagian keenam segmen tersebut adalah sebagai berikut :

Page 165: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

150 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

Gambar 4. 3 Segmen 1 Jembatan Model

Gambar 4. 4 Segmen 2 Jembatan Model

Gambar 4. 5 Segmen 3 Jembatan Model

Gambar 4. 6 Segmen 4 Jembatan Model

Page 166: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

151 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

Gambar 4. 7 Segmen 5 Jembatan Model

Gambar 4. 8 Segmen 6 Jembatan Model

Gambar 4. 9 Segmen 1 - 6 Jembatan Model

4.4 Proses Fabrikasi

Proses fabrikasi jembatan model merupakan proses pembuatan elemen-elemen

di tempat workshop sebelum pelaksanaan konstruksi jembatan model di area

kerja kompetisi. Proses fabrikasi elemen-elemen jembatan model ini meliputi

Page 167: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

152 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

beragam tahap antara lain: pembuatan elemen jembatan, pemotongan dan

pelubangan elemen, pembuatan pelat buhul penyambung antar elemen dan lain

sebagainya. Proses fabrikasi ini dilakukan dengan tujuan untuk membentuk

elemen-elemen struktur penyusun jembatan sesuai dengan spesifikasi material,

dimensi, bentuk, serta jumlah elemen sesuai dengan kebutuhan elemen untuk

pembuatan jembatan. Sehingga, jembatan model yang disusun nantinya dapat

membentuk konfigurasi struktur rangka jembatan sesuai dengan desain rencana

pada tahapan sebelumnya.

Beberapa kesalahan yang mungkin terjadi dalam tahapan fabrikasi akan

berpengaruh cukup signifikan pada performa jembatan model yang telah terakit

nantinya. Oleh karena itu, tahap fabrikasi ini perlu mendapat fokus perhatian

yang lebih intensif untuk meminimalisasi margin kesalahan fabrikasi yang

timbul. Proses fabrikasi dikerjakan oleh tenaga ahli bersertifikat dengan

menggunakan peralatan yang memadai. Untuk memastikan proses fabrikasi

berjalan sesuai dengan desain jembatan model, perlu dibuat gambar teknik

mengenai detail struktur model jembatan beserta detail sambungan sebagai

pedoman kerja. Selain itu, perlu dilakukan pengawasan secara intensif untuk

memantau setiap progres yang ada dan menghindari margin kesalahan yang

masih mungkin terjadi. Secara mendasar, proses fabrikasi yang perlu mendapat

perhatian lebih ada pada tahapan pemotongan dan pelubangan baut yang akan

diuraikan dalam sub pembahasan sebagai berikut.

4.4.1 Pemotongan Elemen

Pendesainan jembatan model menggunakan material baja dengan

spesifikasi yang telah diuraikan pada bab-bab sebelumnya, dimana jenis

profil baja yang digunakan adalah profil baja jenis siku (L) untuk

elemen-elemen struktural jembatan dan profil baja jenis pelat untuk

pelat buhul penyambung antar elemen jembatan model. Untuk

memperoleh profil baja dengan dimensi yang sesuai dengan dimensi

pada desain rencana perlu dilakukan pemotongan profil baja yang dijual

di pasaran karena dimensi profil baja yang dijual di lapangan relatif

lebih besar dan digunakan untuk struktur bangunan yang riil. Berbeda

Page 168: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

153 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

dengan model jembatan baja yang dibuat pada kesempatan kali ini,

yakni jembatan model yang skalatis terhadap jembatan sebenarnya.

Tahapan pemotongan elemen ini perlu mendapat perhatian khusus

untuk mengurangi kurangnya dimensi elemen dibandingkan dengan

dimensi elemen rencana yang dibutuhkan. Hasil pemotongan elemen

yang kurang presisi akan berdampak pada kurangnya kekuatan elemen /

kapasitas elemen dalam menahan beban luar yang bekerja dan secara

keseluruhan akan mempengaruhi kinerja jembatan model. Kesalahan

dalam pemotongan akan mengakibatkan kerugian secara materiil karena

dimensi yang tidak sesuai menyebabkan profil terebut tidak dapat

digunakan untuk elemen struktur jembatan sehingga diperlukan

penggantian dengan profil baja yang baru. Sehingga selain dilakukan

dengan teliti, pemotongan elemen harus dilakukan secara efektif dan

efisien untuk meminimalkan sisa material yang terbuang dan berujung

pada penghematan biaya dan lebih ramah lingkungan.

4.4.2 Pelubangan Elemen untuk Sambungan Baut

Jenis sambungan antar elemen struktur pada konfigurasi jembatan yang

diijinkan sesuai peraturan Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 ini

adalah jenis sambungan baut. Salah satu fase yang perlu diperhatikan

dalam pembuatan jenis sambungan baut adalah pada fase pelubangan

elemen untuk sambungan baut itu sendiri. Pelubangan elemen profil

baja siku maupun pelat baja untuk pelat buhul harus presisi satu sama

lain untuk kemudahan perakitan di area kerja nantinya. Oleh karena itu

diameter lubang baut pada elemen dibuat sekitar 1 mm lebih besar

daripada diameter baut yang digunakan sehingga bat dapat masuk ke

dalam lubang baut tanpa kesulitan yang berarti.

Pelubangan baut perlu dilakukan dengan presisi dan teliti dengan

bantuan arahan melalui gambar detail maupun pengawasan secara

langsung. Baut dengan diameter 8 mm yang digunakan dalam

sambungan jembatan model ini dipasang sedemikian rupa sebagaimana

Page 169: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

154 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

konfigurasi pada gambar teknis yang telah terlampir sehingga setiap

sambungan untuk beberapa elemen sekitarnya tersebut bertemu pada

satu titik buhul seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar 4. 10 Konfigurasi Lubang Baut

4.4.3 Pemasangan Elemen

Elemen-elemen struktural jembatan yang telah dipotong dan dilubangi

ini kemudian dirakit menjadi 6 (enam) segmen jembatan seperti yang

telah digambarkan sebelumnya dalam subbab pembagiann segmen

jembatan model. Jenis sambungan yang digunakan untuk

penyambungan antar elemen tersebut adalah jenis sambungan baut dan

dalam pemasangannya harus dibuat sekaku dan seteliti mungkin agar

menghasilkan konfigurasi struktur jembatan model yang presisi sesuai

dengan desain konfigurasi struktur rencana.

4.4.4 Tahap Akhir Fabrikasi

Setelah proses segmentasi jembatan model selesai dilaksanakan perlu

dilakukan tahap finishing berupa pengecatan struktur jembatan model

yang bertujuan untuk menghindarkan struktur jembatan model dari

kontak langsung dengan udara sekitar sehingga tidak terjadi proses

oksidasi yang dapat menimbulkan korosi. Selain sebagai salah satu

metode perawatan dan pemeliharaan jembatan model, pengecatan juga

akan menambah sisi estetika yang ada pada jembaan itu sendiri.

Page 170: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

155 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

Bagian terakhir adalah pelabelan atau pemberian identitas untuk setiap

segmen-segmen yang telah terbagi dan juga pada setiap baut-baut yang

digunakan untuk setiap sisinya sehingga mempermudah pelaksanaan

perakitan jembatan di lapangan dan meminimalkan kemungkinan

segmen maupun baut yang tertukar posisinya.

4.5 Spesifikasi Launcher

4.5.1 Deskripsi Launcher

Launcher adalah alat bantu pelaksanaan konstruksi yang digunakan

untuk meluncurkan jembatan dari satu sisi area kerja menuju ke sisi

seberang area kerja. Perangkat launcher yang digunakan akan terdiri

dari beberapa komponen seperti: meja kerja, roda, tuas pemutar roda,

tiang penahan, tuas pemutar katrol, katrol pada tiap sisi launcher,

sepasang sistem tali untuk masing-masing katrol, dan segmen tambahan

beserta lintasan dan sistem pengunciannya.

Gambar 4. 11 Perangkat Launcher

4.5.2 Komponen-komponen Launcher

Launcher yang akan digunakan dalam pelaksanaan perakitan jembatan

model ini akan terdiri dari beberapa komponen vital di antaranya adalah

:

Meja kerja

Meja kerja adalah bagian dari sistem launcher yang berfungsi

sebagai tempat perakitan segmen-segmen jembatan dan dapat

digunakan untuk meluncurkan jembatan setelah semua segmen

terakit dengan baik. Panjang meja kerja yang digunakan adalah

Page 171: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

156 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

sepanjang 6 meter dimana segmen terakhir meja kerja dibuat dalam

sistem adjustable dan dapat dikondisikan dengan mengeluarkan atau

memasukkannya ke dalam segmen meja kerja sebelumnya untuk

proses peletakan jembatan ke abutmen.

Gambar 4. 12 Meja Kerja

Roda

Sistem roda dibuat dari material aluminium dan dipasang berderet di

sepanjang meja kerja, roda ini dipasang dengan jarak 25 cm antara

satu roda dengan roda lainnya pada sisi kiri dan kanan meja kerja,

sehingga total kebutuhan jumlah roda untuk meja kerja sepanjang

600 cm adalah 24 buah. Untuk mendapat cengkraman yang baik

antara roda dengan segmen bawah jembatan model, maka roda

aluminium tersebut perlu diberikan lapisan karet atau sejenisnya

guna mendapatkan friksi yang cukup baik antara keduanya. Roda ini

bekerja dengan sistem pasif dan tidak digerakkan melalui

mekanisme sistem tertentu.

Roller dengan tuas pemutar

Pada setiap segmen meja kerja ( per 1 meter ) akan dipasang sistem

roller dengan tuas pemutar untuk masing-masing roller yang telah

dilapisi oleh material karet atau sejenisnya guna meningkatkan friksi

antara roller dengan batang bawah jembatan.

Segmen tambahan

Segmen tambahan berfungsi untuk mengantarkan jembatan saat

proses ereksi jembatan berlangsung, dan segmen tambahan ini

bergerak pada lintasan rel yang terdapat di sisi luar kiri dan kanan

sepanjang meja kerja. Segmen tambahan ini memiliki roda yang

Page 172: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

157 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

saling menumpu dengan lintasan rel sepanjang meja kerja, dan

sistem roda pada segmen tambahan ini digerakkan dengan tuas

pemutar agar putaran roda pada segmen tambahan dapat berjalan

beriringan satu sama lain. Penghubung antara segmen tambahan

dengan segmen terakhir jembatan model berupa penjepit yang dapat

mengunci jembatan model, dan segmen terakhir jembatan model

terletak di dalam segmen tambahan.

Gambar 4. 13 Segmen Tambahan

Pengunci Jembatan

Pengunci segmen jembatan berfungsi untuk menahan pergerakan

berlebihan pada rangkaian segmen yang masih dalam proses

penyambungan. Pengunci jembatan dapat berupa penjepit yang

menghubungkan segmen dengan meja kerja. Penjepit dapat

dipasang dan dilepaskan dari meja kerja.

Counterweight

Counterweight merupakan beban penyeimbang yang digunakan

untuk melawan berat jembatan model saat proses peluncuran

berlangsung. Beban penyeimbang ini juga berfungsi untuk menahan

jembatan model beserta meja kerja supaya tidak terguling /

terjungkal ke dalam sungai pada saat fase kantilever paling kritis.

Counterweight ini diletakkan di ujung launcher sisi kiri supaya

diperoleh lengan gaya terpanjang sehingga nilai momen yang

muncul adalah momen terbesar guna mengimbangi berat jembatan

Page 173: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

158 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

model pada fase kantilever paling kritis tersebut dengan berat

counterweight paling minimum.

Gambar 4. 14 Counterweight

Sepasang sistem katrol

Sistem katrol digunakan untuk membantu ujung-ujung jembatan

model agar tetap seimbang pada saat fase kantilever paling kritis

dan membantu peletakan jembatan model ke atas abutmen. Sistem

katrol ini menggunakan sistem pengulur berpengunci sehingga

memudahkan pengoperasian katrol itu sendiri. Tuas katrol cukup

diputar untuk mengulur dan hanya perlu dikunci dengan

menggunakan sistem pengunci untuk mencegah tali tetap terulur.

Gambar 4. 15 Sistem Katrol

Page 174: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

159 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

4.6 Perhitungan Struktur Terhadap Kelayakan Metode Konstruksi

4.6.1 Perhitungan Kekuatan Penampang

Sebagaimana telah dijelaskan pada subbab sebelumnya, struktur

jembatan model yang telah didesain harus diperhitungkan gaya-gaya

yang bekerja saat jembatan masih kantilever ( jembatan menjadi

kantilever saat jembatan masih belum mencapai tumpun di seberang

“sungai”). Perhitungan dilakukan dengan SAP 2000, dengan langkah-

langkah pengerjaan sebagai berikut:

1. Struktur model jembatan dibuat perletakan jepit di keempat joint

pada salah satu tumpuan dan bebas di tumpuan yang lainnya.

2. Gaya-gaya dalam yang telah didapatkan dari program SAP 2000

dianalisis kekuatan menahan beban struktur kantilever.

Dari pemodelan SAP yang telah dilakukan akan diperoleh beban aksial

tekan dan beban aksial tarik terbesar pada setiap jenis penampang.

Setiap gaya dalam yang didapatkan dibandingkan dengan kekuatan

penampang profil yang digunakan dan telah dihitung pada BAB III.

Kekuatan profil penampang harus melebihi gaya aksial tarik atau tekan

akibat metode kostruksi sehingga dapat disimpulkan bahwa penampang

masih dapat menanggung beban akibat metode konstruksi.

4.6.2 Pemeriksaan Kekuatan Sambungan

Kekuatan sambungan baut pada jembatan model pada saat fase

peluncuran jembatan pada posisi kantilever paling kritis juga perlu

diperhitungkan secara teliti agar jembatan model tidak mengalami

kegagalan di sambungan pada saat fase pelaksanaan konstruksi

(launching).

Page 175: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

160 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

4.7 Proses Perakitan di Lapangan

4.7.1 Tahap Perakitan

Tahap perakitan jembatan model di lapangan akan mengikuti tahap-

tahap sebagai berikut:

1. Instalasi awal launcher, pemasangan katrol, tali katrol, segmen

tambahan, roda dan rel serta peletakan counter weight.

Gambar 4. 16 Setting Awal Launcher

2. Perakitan segmen satu per satu ke atas meja kerja di atas

launcher

Gambar 4. 17 Pemasangan Segmen 6

Page 176: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

161 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

Gambar 4. 18 Pemasangan Segmen 5

Gambar 4. 19 Pemasangan Segmen 4

Gambar 4. 20 Pemasangan Segmen 3

Gambar 4. 21 Pemasangan Segmen 2

Page 177: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

162 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

Gambar 4. 22 Pemasangan Segmen 1

3. Segmen terakhir disambung menggunakan segmen tambahan

meggunakan penjepit.

Gambar 4. 23 Pemasangan Segmen Tambahan Pada Segmen

6

4. Jembatan diluncurkan dengan mekanisme pendorong. Jembatan

dilucurkan sampai jembatan dalam posisi kantilever.

Gambar 4. 24 Peluncuran Jembatan dengan Mekanisme

Pendorong

Page 178: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

163 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

5. Saat mencapai posisi kantilever yang paling kritis, segmen

jembatan di kedua ujung jembatan dikaitkan dengan tali pada

sepasang system katrol

Gambar 4. 25 Peluncuran Jembatan

6. Jembatan diturunkan perlahan-lahan dengan mengulurkan tali

katrol dari kedua sisi jembatan secara bersamaan. Setelah

jembatan terletak dengan sempurna, tali katrol dilepaskan dari

ujung-ujung jembatan.

7. Pemeriksaan kembali jembatan yang sudah terpasang.

8. Pemasangan plat multiplex.

9. Jembatan model selesai dikonstruksi

4.7.2 Estimasi Waktu Perakitan

Waktu yang dibutuhkan sebelum pelaksanaan di lapangan

Sebelum perakitan jembatan di lapangan, dilakukan proses pemo-

tongan profil untuk membentuk segmen dan pelubangan baut untuk

elemen jembatan maupun launcher.

Waktu yang disediakan oleh panitia untuk proses fabrikasi sebelum

perakitan di lapangan sebesar 3 bulan, yaitu dari tanggal 19

Agustus 2013 sampai dengan 18 Nopember 2013.

Waktu yang dibutuhkan saat pelaksanaan di lapangan

Waktu yang dibutuhkan untuk merakitan keenam segmen jembatan

dan meluncurkan jembatan dengan menggunakan launcher diesti-

masikan sebagai berikut:

Page 179: Proposal Kji Ub

KOMPETISI JEMBATAN INDONESIA KE-9 2013

164 TIM KUYA SAINT VENANT II / JEMBATAN ESPOIR

Tabel 4. 1 Estimasi Waktu Perakitan Jembatan Model

PEKERJA A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

Mengangkat segmen 6 ke atas meja kerja

Perakitan segmen 5-6

Mengangkat segmen 3 ke atas meja kerja

Mengangkat segmen 2 ke atas meja kerja

Perakitan segmen 3-4

Memasang multiplek dan elemen arsitektural

PEKERJA B

Mengangkat segmen 5 ke atas meja kerja

Mengangkat segmen 4 ke atas meja kerja

Perakitan segmen 5-6

Perakitan segmen 4-5

Mengangkat segmen 3 ke atas meja kerja

Mengangkat segmen 2 ke atas meja kerja

Perakitan segmen 2-3

Pemasangan tali katrol pada segmen 1

Menurunkan jembatan ke abutmen

Melepaskan tali katrol pada segmen 1

PEKERJA C

Mengangkat segmen 5 ke atas meja kerja

Mengangkat segmen 4 ke atas meja kerja

Perakitan segmen 4-5

Mengangkat segmen 3 ke atas meja kerja

Mengangkat segmen 2 ke atas meja kerja

Mengangkat segmen 1 ke atas meja kerja

Perakitan segmen 1-2

Memeriksa posisi jembatan

PEKERJA D

Pemasangan tali katrol pada segmen 6

Menurunkan jembatan ke abutmen

Memeriksa posisi jembatan

Melepaskan tali katrol pada segmen 6

Memasang multiplek dan elemen arsitektural

Page 180: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

165 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

BAB V

METODE PERAWATAN DAN PERBAIKAN JEMBATAN

SEBENARNYA

Jembatan merupakan bagian yang penting dalam suatu sistem jaringan jalan

Jembatan seringkali dibangun melintasi sungai atau penghalang lalu lintas lainnya,

sehingga kerusakan atau keruntuhan jembatan akan mengganggu kelancaran

transportasi orang dan barang. Hal ini tidak dapat terjadi tanpa melakukan

pemeriksaan, perawatan dan perbaikan pada jembatan. Pemeriksaan pada jembatan

meliputi penggunaan jembatan selama masa rencana apakah sesuai dengan yang

direncanakan, perawatan elemen-elemen jembatan agar dapat terlindungi dari

kerusakan permanen, dan perbaikan pada elemen-elemen jembatan yang telah

mengalami kerusakan. Hal-hal tersebut dilakukan dilakukan agar jembatan dapat

mencapai masa layan yang telah direncanakan.

5.1 Pemeriksaan Jembatan

Pemeriksaan jembatan dilakukan untuk meyakinkan bahwa jembatan berada

dalam keadaan aman bagi para pengguna jalan sehingga menjaga nilai investasi

jembatan tersebut. Pemeriksaan jembatan merupakan suatu proses pengumpulan

data fisik dan kondisi secara struktur jembatan dari awal sejak jembatan tersebut

masih baru dan berkelanjutan selama umur jembatan.

Page 181: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

166 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 5.1 Bagian-bagian jembatan rangka baja

Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan

Data jembatan dari hasil pemeriksaan digunakan untuk merencanakan suatu

program pemeliharaan, rehabilitasi, perkuatan dan penggantian jembatan.

Pemeriksaan jembatan mempunyai beberapa tujuan yang spesifik yaitu:

a) Memeriksa keamanan jembatan pada saat layan

b) Menjaga terhadap ditutupnya jembatan

c) Mencatat kondisi jembatan pada saat tersebut

d) Menyediakan data bagi personil perencanaan teknis, konstruksi dan

pemeliharaan

e) Memeriksa pengaruh dari beban kendaraan dan jumlah kendaraan.

f) Memantau keadaan jembatan secara jangka panjang

g) Menyediakan informasi mengenai dasar daripada pembebanan jembatan.

Data jembatan dikumpulkan dari berbagai jenis pemeriksaan yang berbeda

dalam skala dan intensitasnya, frekuensinya dan secara sifat masing-masing

elemen jembatan atau pemeriksaan secara detail. Jenis pemeriksaan yang utama

dalam sistem informasi manajemen jembatan adalah sebagai berikut:

Page 182: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

167 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Pemeriksaan Inventarisasi.

Pemeriksaan Detail.

Pemeriksaan Rutin.

Pemeriksaan Khusus.

Pemeriksaan Sekilas

Pada jembatan rangka baja ada beberapa kemungkinan jenis-jenis kerusakan

yaitu:

a) Penurunan mutu dari cat dan galvanisasi

b) Karat

c) Kerusakan pada bagian-bagian baja

d) Ikatan/sambungan yang longgar

e) Keretakan

5.1.1 Pemeriksaan Inventarisasi

Pemeriksaan Inventarisasi dilakukan untuk mencatat data administrasi,

dimensi, material dan kondisi setiap jembatan dan data-data tambahan

lainnya pada setiap jembatan, termasuk lokasi jembatan, penjang bentang

dan jenis konstruksi untuk setiap bentang ke.dalam database. Kondisi

secara keseluruhan diberikan pada komponen-komponen utama bangunan

atas dan bangunan bawah jembatan. Pemeriksaan inventarisasi juga

dilaksanakan jika pada jembatan yang tertinggal pada waktu database

dibuat. Selanjutnya pada jembatan baru yang belum pernah dicatat harus

dilaksanakan pemeriksaan inventarisasi. Perlintasan Kereta Api, lintasan

bawah, lintasan ferry, penyeberangan sungai, gorong-gorong dan juga

diperiksa dan didaftar. Pemeriksaan inventarisasi dilakukan oleh

pemeriksa dari instansi yang terkait yang sudah dilatih atau oleh seorang

sarjana yang berpengalaman dalam bidang jembatan.

Page 183: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

168 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 5. 1 Pengukuran Panjang Total dan Panjang Bentang

Pada Jembatan

Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan

5.1.2 Pemeriksaan Detail

Pemeriksaan secara mendetail dilaksanakan untuk menilai secara akurat

kondisi suatu jembatan. Semua komponen dan elemen jembatan diperiksa

dan kerusakan-kerusakan yang berarti dikenali dan didata. Pemeriksaan

secara detail pada umumnya dilaksanakan maksimum dalam jangka waktu

lima tahun. Jembatan tidak dipilih untuk pemeriksaan secara detail bila

panjangnya kurang dari 6 meter, atau tidak ada dalam Program Kerja yang

terbaru , untuk mendaftarkan ke dalam database dan mencatatnya dalam

format pemeriksaan detail. Lintasan basah tidak diperiksa.

Dasar dari sistem pemeriksaan secara detail adalah penilaian kondisi

elemen dan kelompok elemen menurut keadaanya dan keseriusan dari

kekurangan/kelemahannya.

Page 184: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

169 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

5.1.3 Pemeriksaan Rutin

Pemeriksaan rutin dilaksanakan untuk memastikan bahwa perubahan-

perubahan tiba-tiba atau yang tak terduga dalam kondisi jembatan secara

keseluruhan yang terjadi antara dua pemerisaan detail terdeteksi dan

dilaporkan dan agar tindakan tepat dapat diambil. Secara lebih khusus

pemeriksaan rutin dilakukan untuk memastikan bahwa jembatan stabil dan

aman, menentukan apakah pemeliharaan rutin yang efektif sedang

dilakukan dan menentukan apakah dibutuhkan tindakan darurat.

Pemeriksaan rutin dilaksanakan paling kurang setahun sekali, tapi dapat

lebih sering tergantung pada situasi dan kondisi atau keinginan masing-

masing.

5.1.4 Pemeriksaan Khusus

Pemeriksaan khusus biasanya disarankan oleh pemeriksa jembatan pada

waktu pemeriksaan detail karena pemeriksa merasa kurangnya data,

pengalaman atau keahlian untuk menentukan kondisi jembatan.

Pemerisaan khusus mungkin membutuhkan teknik-teknik dan peralatan

yang canggih, tanpa melepaskan tekni-teknik visual dan pengetahuan dan

penilaian dalam bidang Teknis.

Page 185: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

170 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 5. 1 Pilihan Metod Penilaian untuk Pemeriksaan Khusus

Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan

5.1.5 Pemeriksaan Sekilas

Pemeriksaan sekilas merupakan pemeriksaan visual yang biasanya

berhubungan dengan pemeriksaan jalan. Pemeriksaan sekilas bertujuan

untuk;

1. memeriksa keadaan struktur jembatan masih aman untuk dilalui oleh

lalu lintas

2. memeriksa keselamatan struktur secara keseluruhan danterpadu

3. memeriksa kondisi tidak lazim yang membuntuhkan penelitian lebih

lanjut,pemeliharaaan berkala atau penanganan darurat

Tabel 5. 2 Elemen Pemeriksaan Sekilas

Sumber : BMS Panduan Pemeliharaan dan Rehabilitasi Jembatan

Daftar elemen

Uraian Uraian

Daerah aliran sungai /Tanah timbunan Daerah aliran sungai

Page 186: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

171 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Pengaman scouring

timbunan

Bangunan Bawah Pondasi

Kepala Jembatan/pilar

Bangunan Atas Sistem gelagar

Jembatan Plat

Pelengkung

Balok pelengkung

Rangka

Gantung

Sistem lantai

Sambungan Lantai

Landasan/Perletakan

Sandaran

Perlengkapan

Gorong-gorong Gorong- gorong persegi

Gorong- gorong pipa

Gorong-gorong Pelengkung

Contoh dari elemen-elemen tersebut terdapat dalam gambar-gambar

berikut ini :

Gambar 5. 2 Elemen-elemen Jembatan

Sumber : BMS Panduan Pemeliharaan dan Rehabilitasi Jembatan

Page 187: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

172 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 5. 3 Elemen-elemen Jembatan (sambungan)

Sumber : BMS Panduan Pemeliharaan dan Rehabilitasi Jembatan

Gambar 5. 4 Elemen-elemen Jembatan (sambungan)

Sumber : BMS Panduan Pemeliharaan dan Rehabilitasi Jembatan

Page 188: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

173 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

5.2 Pemeliharaan Jembatan

Pekerjaan pemeliharaan rutin pada jembatan dibatasi dalam hal pembersihan

secara umum dan pembersihan tumbuh-tumbuhan, melancarkan aliran di saluran

dan perbaikan kerusakan kecil. Pemeliharaan berkala mencakup secara berkala

seperti pengecatan, perbaian lapisan lantai jembatan dan sebagainya serta

perbaikan-perbaikan kecil ada jembatan, bangunan pengaman daan perkuatan

struktur jembatan.

5.2.1 Pemeliharaan Rutin

Pemeliharaan rutin pada dasarnya menjaga jembatan dalam keadaan

seperti semula dan mencakup beberapa pekerjaan yang berulang, yang

secara teknis cukup sederhana. Pemeliharaan rutin dilakukan sejak awal

saat jembatan masih dalam keadaan baru sampai jembatan tersebut

mencapai masa layan nya,

Pemeliharaan rutin mencangkup beberapa seperti :

a) Pelaksanaan pembersihan, jembatan harus dibersihkan untuk

menjamin tidak ada penumpukan kotoran yang menyebabkan

kerusakan elemen jembatan atau jembatan secara keseluruhan

dikemudian hari

b) Pengecatan sederhana

c) Penanganan kerusakan ringan, yang termasuk seperti penanganan

lubang-lubang dab kerusakan pada permukaan lantai kendaraan

serta jalan pendekat

d) Pemeliharaan permukaan jalan, terdiri daari penambalan lubang

dan perbaikan kerusakan lapisan aspal pada embatan serta jalan

pendekatnya.

5.2.2 Pemeliharaan Berkala

Pemeliharaan berkala adalah suatu usaha untuk menjaga jebatan tetap

dalam kondisi yang layak dan daya layan yang baik setelah pembangunan.

Pemeliharaan berkala terdiri dari beberapa kegiatan seperti:

Page 189: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

174 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

a) Kegiatan pemeliharaan berkala yang diduga

i pengecatan ulang, dilakukan dengan maksud untuk

melindungii bagian-bagian baja terhadap karat, memberi

tanda pd elemen, mengarahkan lalu lintas, melindungi

betin terhadap kelembababn dan kayu tehadap

pembusukan dan serangga.

ii pergantian lapisan permukaan, permukaan aspal yang

berda di atas lantai baja atau lantai beton akan tahan

sekitar 5-8 tahun sebelum memerlukan penggantian

iii penggantian kayu lajur roda kendaraan, memerlukan

penggantian setiap 2 tahun.

iv pemeliharaan perletakan, harus dibersihkan dngan baik dri

tumbuha-tumbuhan, lumut dan kotoran. Pencucian,

penyikatan dan penggosokan hendaknya dilakukan apabila

diperlukan.

b) Perbaikan sederhana

a) pengantian elemen-elemen kecil, dilaksanakan apabila

diperlukan agar bagian-bagian kecil/sekunder tersebut dapat

kembali berfungsi sebagaimana mestinya.

b) perawatan bagian yang bergerak, agar bagian tersebut tetap

dapat berfungsi dengan baik. Agar bagian tersebut tetap

dapat berfungsi dengan baik biasanya diberi perlumasan

yang teratur dengan jenis gemuk berat setelah dibersihkan

terlebih dahulu.

5.3 Perbaikan Jembatan

Rehabilitasi dan perbaikan besar yang berarti adalah pekerjan ppemeliharaan

dalam skala yang lebih besar dan biasanya lebih mengarah pada pekerjaan

pengaturan aliran sungai, penggantian dan perbaikan besar pada lantai beton atau

perbaikan besar pada bangunan di bawah yang mana memerlukan pemasangan

turap (coferdam) serta perbaikan betonan dengan jumlah yang cukup banyak

Page 190: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

175 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

5.3.1 Perbaikan Penurunan Mutu Lapisan Pelindung Terhadap Karat

Baja akan berkarat apabila tidak dilindungi terhadap udara dan air. Baja

dilindungi dengan cat atau galvanis. Lapisan pelindung permukaan daoat

rusak akibat waktu/umur atau lecet akibat suatu gesekan. Penurunan mutu

pada awalnya dapat terlihat dengan timbulnya gelembung pada

permukaan. Ini menandakan bahwa karat mulai timbul dibawah lapisan

pelindung.

Gambar 5. 5 Bagian-bagian yang Menunjukkan Kerusakan Awal

Pada Cat

Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan

Penurunan mutu lapisan pelindung dapat disebabkan oleh umur,

lingkungan yang mengandung karat, lapuk, kecelekaan, penanganan yang

buruk pada waktu awal dan kekerasan/tangan jahil.

Penanganan yang dapat dilakukan adalah pertama-tama harus dilakukan

penyiapan permukaan dan pembersihan dengan cara mencuci dan

menyikat akan tetapi tidak menyebabkan kerusakan pada permukaan baja

atau bagian lainnya. Kedua harus dilakukan pengecatan sebagai bagian

dari pemeliharaan rutin.

Page 191: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

176 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Tabel 5. 3 Jenis kondisi dan Penanganan yang Direkomendasikan

Sumber : BMS Panduan Pemeliharaan dan Rehabilitasi Jembatan

Nilai kondisi Penanganan yang direkomendasikan

Kerusakan 1 -2 Kerusakan terbatas dan tidak parah.permukaan lapisan

pelindung harus dibersihkan dan dilakukan pengecatan

sebagai pemeliharaan rutin

Pembersihan dilakukan dengan mencuci dan menyikat

dengan sikat kawat bagian berkarat.

Penegecatan dapat dilakukan dengan kuas dan cat yang

digunakan ;

Cat dasar –> jenis alkyd zinc chromate dengan

ketebalan 40 mikron (minimum)

Cat akhir - > jenis alkyd anamel denganketebala 50

mikron (minimum)

Kerusakan 3 – 4 Masalahnya bersifat umum.Karat sudah mempengara-

hui kekuatan baja.Pekerjaan ini bukan lagi bagian dari

pemeliharaan rutin jembatan.sandaran yang rusak akan

dimasukan kedalam kegiatan pemliharaan rutin.

Kerusakan 4 – 5 Keadaan umum elemen harus diperiksa.Jika kerusakan

parah maka pengantian harus dilakukan daripada

pemeliharaan

Dalam segala keadaan, harus dilakukan pengecatan dengan cat dasar

segera setelah dilakukan persiapan permukaan dan pembersihan untuk

mencegah terjadinya karat di hari yang sama.

5.3.2 Kerusakan Karat

Karat pada baja dapat menurunkan tahanan baja karena akan mengurangi

luas efektif elemen baja.. Jika karat terjadi diantara dua pelat baja,

Page 192: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

177 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

geerakan mengembang akibat karat dapat merenggangkan pelekataan

antara kedua pelat. Ini mengakibatkan beban tambahan pada paku keling,

baut, las dab dapatt mengakibatkan kegagalan pada sambungan atau titik

buhul.

Gambar 5. 6 Sambungan Berlapis yang Mengembang Karena

Karat

Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan

Gambar 5. 7 Tempat-tempat dimana umumnya terjadi karat pada

jembatan rangka

Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan

Perlu dibersihkan secara menyeluruh semua permukaan yang berkarat

untuk menentukan luas penampang yang rusak/hilang dari komponen

jembatan. Jika kurang dari 15% maka dapat di bersihkan dan dan dilapisi

ulang dengan lapisan pelindung. Jika lebih dari 15% maka harus dilkukan

pemeriksaan khusus dan dapat melakukan hal seperti:

Pembentukan kembali

Page 193: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

178 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Jika daerah cakupan kecil (< 200 mm panjangnya) maka kerusakan

dapat diperbaiki dengan mengembalikan pada bentuk semula dengan

teknik pengelasan yang sesuai .Proses pengelasan ahrus berpadan

dengan tipe baja aslinya.Semua elemen yang rusak harus dibersihkan

secara menyeluruh sebelum dilakukan pengelasan.

Perkuatan bagian yang lemah

Perkuatan bagian yang lemah dapat dilaksanakan dengan menambah

plat baja atau gelagar tambahan untuk dapat memikul beban.

Harus diperhatikan dengan adanya penambahan plat dan gelagar

adalah penempatan yang benar agar dapat memikul beban.

Penggantian

Penggantian bagian yang rusak harus mengembalikan bagian tersebut

pada kapasitas beban rencan semula.

Hal yang harus diperhatikan pada saat penggantian adalah penunjang

sementara.Penunjang sementara harus mampu memikul jembatan

pada saat satu bagian di pindahkan dan yang lainnya di pasang.selama

penggantian jembatan harus di tutup.

5.3.3 Perbaikan Kerusakan Deformasi Pada Baja

Perubahan bentuk atau deformasi adalah masalah yang sangat krritis

apabila elemen yang mengalami deformasi tersebut berada dalam kondisi

tertekan atau mengalami momen. Akan tetapi deformasi yang terjadi

akibat gaya tari tidaklah berbahaya.

Gambar 5. 8 Perubahan bentuk setempat

Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan

Page 194: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

179 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Adapun beberapa penanganan kerusakan deformasi baja:

Perbaikan

Perbaikan adalah meluruskan kembali elemen baja yang terdeformasi.

Hal ini dapat dilakukan dengan pemberian tekanan ,melakukan

pemanasan yang telah diijinkan ataupun kombinasi keduanya. Jika

inigin melakukan Perbaikan dengan pemanasan maka dibutuhkan data

sifat-sifat baja dalam kondisi yang terkena beban termal dari seorang

metalurgi.

Gambar 5. 9 Pelurusan elemen baja dengan tekanan

Sumber : BMS Panduan Pemeliharaan dan Rehabilitasi Jembatan

Penunjang

Penunjang atau penopang akan mempengaruhi panjang bentangan

efektif dari elemen jembatan baja, contoh penunjang seperti:

1. Menunjang gelagar yang melendut atau balok kepala melintang

antara dua perletakan

2. Menunjang ikatan angin ujung yang rusak pada rangka baja untuk

menghentikan penurunanan

Perkuatan

Perkuatan dapat dilaksanakan untuk perbaikan sementara maupun

tetap apabila terjadi lendutan karena beban berlebihan. Jika terjadi

karena tabrakan atau kecelakaan maka sambungan harus sesuai

dengan beban yang disalurkan melewati bagian yang rusak.

Page 195: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

180 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Penggantian

Penggantian adalah pengembalian elemen pada kapasitas struktur

semula. Tahap paling berbahaya adalah saat elemen-elemen kritis

seperti gelagar atau komponen rangka baja utama akan dipindah untuk

digantikan dengan yang baru. Penggantian elemen baja utama atau

gelagar pada jembatan harus dilakukan perencanaan yang matang.

Pada saat penggantian elemen lalu lintas sebaiknya di tutup, tetapi jika

lalu lintas diharuskan dibuka maka pada saat penggantian harus

dilakukan perkuatan jembatan misalnya menempatkan gelagar baru

disamping gelagar yang sudah ada.

5.3.4 Perbaikan Retak Pada Elemen Baja

Retak pada komponen baja dapat terjadi karena suatu benturan akibat

kecelakaan (tumbukan kendaraan dan lain-lain) atau adanya beban

berulang. Jika hal ini terjad karena beban berulang maka hal ini merupakan

suatu kelelahan daripada logam. Retak dapat terjadi pada komponen itu

sendiri atau pada sambungan seperti pada las.

Gambar 5. 10 Tempat Dimana Biasanya Terjadi Retak Pada

Gelagar Baja Dengan Pelat Penutup

Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan

Penangan yang dilakukan terhadap baja yang retak adalah sebagai berikut :

Page 196: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

181 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Menghilangkan Gaya Dengan Membor Lubang

Metode ini hanya dapat dipakaiuntuk keretakan kecil tapi

memerlukan pemantauan setelah dilakukan pengeboran.

Perbaikan Retak Dengan Pengelasan

Perbaikan ini paling umum dilakukan jika terjadi kerusakan pada

baja. Keretakan tersebut dapat dibentuk dan ditangani dengan las

sambungan.

Perbaikan Retak Dengan Plat Penutup

Pelatr penutup dipasang untuk memberi perkuatan pada elemen

yang rusak. Pelat penutup biasanya dilekatkan dngan cara

pengelasan atau dengan baut.

Penggantian atau Perkuatan

Elemen baja yang retak dapat diperbaiki dengan memperkecil

beban yang dipikul atau dengan memberikan balok penunjang guna

menampung semua atau sebagian beban yang ada. Penggantian

elemen reusak merupakan metode perbaikan yang paling baik.

Akan tetapi harus menghentikan lalu lintas yang lewat di jembatan

selama proses penggantian berlangsung.

5.3.5 Ikatan/Sambungan yang Longgar

Sambungan pada konstruksi baja biasanya ada tiga macam : dengan baut,

dengan paku keling dan dengan las. Longgar atau rusaknya paku keling

atau baut mutu tinggi dapat mudah diketahui. Pada umumnya sambungan

yang longgar attau rusak akan ditemukan pada komponen dekat tempat

pembebanan.

Page 197: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

182 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Gambar 5. 11 Paku Keling, Baut dan Las

Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan

Cara penanganan:

Baut dan Paku Keling

Bilamana sambungan longgar, maka harus diencangkan. Bilamana

sambungan paku keling atau baut mutu tinggi menjadi longgar,

maka harus diganti dengan yang baru. Bilamana lubang baut dan

paku keling menjadi besar diameternya, maka lubang harus

diperbesar sampai adanya ukuran baut atau paku keling.

Sambungan Las

Jika elemen longgar karena las pecah, maka ujung bahan harus

dibersihkan lalu dilas kembali.

5.4 Perbaikan Darurat dan Penanganan Sementara

Perbaikan darurat pada hakekatnya merupakan kejadian yang tidak bisa diduga-

duga. Maka penting apabila setiap provinsi tersedia sumber-sumber yang

diperlukan untuk dapat bertindak secara cepat dan pasti bila terjadi keadaan

darurat.

Pekerjaan sementara dibutuhkan untuk mempertahankan struktur tetap dapat

dipakai sebab tak dapat dihindari bahwa beberapa jembatan tidak akan

tetapberada pada tingkat kemampuan yang diinginkan hingga diselesaikannya

tindakan-tindakan perbaikan.

Page 198: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

183 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Penanganan sementara harus dilaksanakan dalam hal kerusakan jembatan

disebabkan oleh kecelakaan, untuk menjamin keselamatan struktur itu sendiri

dan pemakai jalan.

Perbaikan darurat dapat mencakup kegiatan-kegiatan sebagai berikut:

Perbaikan pada bagian awal guard rail (pengaman)

Pembuatan bangunan penahan tanah untuk menahan timbunan dan

sebagainya

Perbaian bangunan pengamanan aliran sungai

Pembuatan pembatasan sementara lainnya atau mengalihkan lalu-lintas

ke jalan alternatif

Pemasangan jembatan sementara

Penggantian komponen

Penanganan sementara dapat mencakup kegiatan-kegiatan sebagai berikut:

Membuat penyangga sementara dari bagian bawah gelagar

Penambahan baut untuk memperkuat komponen

Penambahan tiang pancang pada tiang pancang yang sudah ada

Memasang bangunan sementara diatas bangunan yang sudah ada guna

memindahkan beban bangunan atas yang ada

Page 199: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

184 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

BAB VI

RANCANGAN ANGGARAN BIAYA

Dana merupakan salah satu faktor penting dalam keberjalanan sebuah proyek. Untuk

suatu proyek, diperlukan jadwal yang efektif dan efisien sehingga akan menghemat

jumlah anggaran yang diperlukan. Rencana Anggaran Biaya (RAB) adalah perhi-

tungan biaya suatu konstruksi berdasarkan gambar bestek dalam persyaratan terlam-

pir. Tujuan pembuatan Rencana Anggaran Biaya (RAB) adalah untuk memberikan

gambaran yang pasti mengenai bentuk, besar biaya, pelaksanaan dan penyelesaian.

Dana merupakan salah satu faktor penting dalam keberjalanan sebuah proyek. Dalam

proyek jembatan model ini, akan dibuat estimasi biaya yang diperlukan untuk keber-

jalanannya..

Page 200: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

185 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Berikut adalah estimasi biaya pembuatan Model Jembatan Espoir :

Tabel 6. 1 Rencana Anggaran Biaya Jembatan Model

Nama Alat Merk Spesifikasi Barang Harga Satuan Jumlah Harga Pajak (12%) Harga + Pajak

Profil 30.30.3 EXP.QUALITY BJ-37, 6 m Rp70,000 7 Rp490,000 Rp58,800 Rp548,800

Profil 50.50.5 Krakatau Steel BJ-37, 6 m Rp220,000 5 Rp1,100,000 Rp132,000 Rp1,232,000

Gussete Plate Krakatau Steel BJ-37, 0.3 cm, 1.2x2.4 m Rp1,800,000 1 Rp1,800,000 Rp216,000 Rp2,016,000

Gussete Plate Krakatau Steel BJ-37, 0.4 cm, 1.2x2.4 m Rp2,000,000 1 Rp2,000,000 Rp240,000 Rp2,240,000

Baut Mutu Tinggi - D-8, setara A325 Rp2,500 380 Rp950,000 Rp114,000 Rp1,064,000

Launcher - - Rp5,000,000 1 Rp5,000,000 Rp600,000 Rp5,600,000

Multiplek - 12 mm Rp1,000,000 2 Rp2,000,000 Rp240,000 Rp2,240,000

Fabrikasi - - Rp5,000,000 1 Rp5,000,000 Rp600,000 Rp5,600,000

TOTAL Rp20,540,800

STRUCTURAL COMPONENTS

Page 201: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

186 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

BAB VII

PENUTUP

Pada proposal yang kami ajukan untuk mengikuti Kompetisi Jembatan Indonesia

ke-9 ini, dibahas proses perancangan desain sebuah jembatan, analisis struktur dan

metode perakitan jembatan. Berikut merupakan kesimpulan dari proposal ini ada-

lah sebagai berikut:

1. Konfigurasi jembatan yang dipilih adalah jembatan rangka baja dengan

tipe “Pratt”.

2. Jembatan ukuran sebenarnya merupakan jembatan rangka baja jalan raya 2

lajur 2 arah dengan panjang bentang 60 meter, lebar 9 meter dan tinggi 5

meter. Hasil desain dilakukan sesuai dengan peraturan Bridge Manage-

ment System (BMS) 1992 adalah sebagai berikut:

Mutu baja : BJ-37

Batang Top Chord : TUBE 600.30

Batang Bottom Chord : TUBE 200.6

Batang Diagonal Ujung : TUBE 600.30

Batang Diagonal : TUBE 300.16

Batang Vertikal : TUBE 260.12

Batang Cross Girder : TUBE 600.30

Batang Bracing : TUBE 70.7

3. Berikut spesifikasi jembatan model yang akan digunakan dalam kompetisi

ini :

Page 202: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

187 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Mutu baja : BJ-37

Elastisitas : 200.000 MPa

Fy (tegangan leleh) : 240 MPa

Fu (tegangan ultimit) : 370 MPa

Baut : D-8 mm

Profil elemen : SIKU 50.50.3 dan SIKU 30.30.3

Panjang Jembatan : 6 meter

Lebar Jembatan : 0,93 meter

Tinggi Jembatan : 0,6 meter

Massa Struktur : 209,84 kg

Lendutan : 1,177 mm (<7,5 mm; kondisi servis)

4. Penentuan kofigurasi jembatan model memperhitungkan aspek keprakti-

san, kekakuan, kekuatan, dan keindahan.

5. Jembatan terdiri dari 10 segmen. Semua sambungan pada jembatan meru-

pakan komponen gabungan dengan memakai sambungan baut.

6. Metode konstruksi dalam perakitan jembatan model adalah dengan

menggunakan gabungan sistem katrol dan kantilever. Pemilihan metode

ini didasarkan pada kemudahan, keamanan dan realistis. Pada kondisi

sebenarnya metode ini juga ramah lingkunga karena tidak membuat polusi

suara yang besar dan bahan dapat menggunakan besi bekas pakai.

7. Total biaya yang perlu dikeluarkan untuk biaya perakitannya adalah Rp

20.540.800,-

Page 203: Proposal Kji Ub

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

xvi Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

DAFTAR PUSTAKA

Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Bina Marga. 1993. Bridge Man-

agement System. Indonesia dan Australia.

Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Bina Marga. 2009.Pemeriksaan

Jembatan Rangka Baja.

Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. Jakarta:

Erlangga.

Surahman, Adang. 2010. Catatan Kuliah SI-3112 Struktur Baja. Bandung: Penerbit

ITB.

Tata Cara Perencanaan Struktur Baja. 2000. Standar Nasional Indonesia 03 – 1729

– 2000.

Tata Cara Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya. 2000. Standar Nasional

Indonesia 03 – 1725 – 1989.

Standar Pembebanan untuk Jembatan. 2005. RSNI T 02 – 2005.

Salmon, Charles G, John E. Johnson. 1997. STEEL STRUCTURES: Design and Be-

havior, 2nd edition. Madison: University of Wisconsin.

Page 204: Proposal Kji Ub

LAMPIRAN

Page 205: Proposal Kji Ub

LEMBAR PENILAIAN TAHAP 1

Berdasarkan pasal–pasal sebelumnya pada Peraturan Kompetisi Jembatan Indonesia,

panitia telah mengevaluasi proposal dari :

No. Pendaftar :

Nama Tim/Jembatan : KUYA SAINT VENANT II/ ESPOIR

Judul Proposal : Proposal Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9

Asal Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Bandung

Alamat : Jl. Ganesha 10, Bandung

Dengan uraian nilai evaluasi berikut :

Total Nilai :

1. Laporan perancangan

(Dasar Teori, Kriteria Perancangan, Sistem Struktur,

Modelisasi Struktur, Analisa Struktur, Desain

Komponen) : … x 0,30

2. Gambar detail : ......x 0,20

3. Perancangan perakitan (jumlah segmen, daftar material,

daftar peralatan dan lain lain) : .... x 0,15

4. Metode pelaksanaan dan waktu perakitan : .... x 0,15

5. Metode perawatan dan perbaikan jembatan : .... x 0,15

6. Estetika : ..... x 0,05

Total Nilai

:.................

.

Page 206: Proposal Kji Ub

Selanjutnya proposal tersebut diatas dinyatakan dapat / tidak dapat mengikuti tahap

selanjutnya. Demikian evaluasi panitia sampaikan, kepada yang bersangkutan kami

ucapkan terimakasih atas partisipasinya.

Malang, ............................... 2013

Juri:

(................................................)

NIP.