TATA CARA PERENCANAAN TEKNIK

JEMBATAN GANTUNG UNTUK PEJALAN KAKI

I. DESKRIPSI

1.1. Maksud dan Tujuan

Tata cara ini dimaksudkan sebagai acuan Fasilitator dalam membuat

perencanaan teknik jembatan gantung untuk pejalan kaki sesuai kaidah-kaidah

perencanaan yang berlaku secara nasional.

Tujuan tata cara ini sebagai berikut :

o Penyeragaman dalam perencanaan teknik,

o Meningkatkan kualitas dan akuntabilitas perencanaan,

o Efisiensi waktu perencanaan,

o Melengkapi panduan teknik jembatan gantung sesuai bahan pelatihan.

1.2. Ruang Lingkup

Tata cara ini meliputi perencanaan bangunan atas, bangunan bawah dan

Pondasi. Batasan bentangan utama maksimum 120 meter.

1.3. Pengertian

o Jembatan gantung adalah jembatan dimana seluruh beban lalu lintas dan

gaya yang bekerja dipikul oleh sepasang kabel pemikulyang menumpu

diatas 2 pasang menara/pylon dan 2 pasang blok angker.

o Jembatan gantung untuk pejalan kaki adalah jembatan gantung yang hanya

boleh dilewati oleh lalu lintas pejalan kaki.

o Bangunan atas jembatan adalah bagian dari konstruksi jembatan yang

berfungsi sebagai pemikul langsung beban lalu lintas yang melewati

jembatan tersebut.

Bangunan atas terdiri dari :

Lantai jembatan.

Gelagar pengaku (gelagar memanjang, gelagar melintang)

Batang / besi penggantung

Kabel utama

Pagar pengaman

o Bangunan bawah jembatan adalah bagian konstruksi jembatan yang

berfungsi memikul bangunan atas serta melimpahkan seluruh beban dan

gaya yang bekerja ke pondasi jembatan.

o Pondasi jembatan adalah bagian dari konstruksi jembatan yang berfungsi

sebagai pemikul seluruh beban jembatan dan gaya-gaya yang bekerja pada

pondasi serta melimpahkannya ke lapisan tanah pendukung.

o Lapisan tanah pendukung adalah lapisan tanah pada kedalaman tertentu

yang mempunyai daya dukung cukup untuk memikul beban dan gaya-gaya

yang bekerja pada pondasi.

II. PERSYARATAN-PERSYARATAN

1. Jembatan gantung terutama digunakan dalam perlintasan jurang yang

kondisinya tidak memungkinkan untuk pelaksanaan pembuatan pilar pada

sungai/jurang karena keterbatasan dana, teknologi dan sumber daya

manusia.

2. Bentang 90 meter atau lebih, perlu diadakan gelagar pengaku.

3. Tengangan izin tanah minimal 0,15 Mpa pada batas kelayanan.

4. Dalam hal tegangan tanah kurang dari 0,15 Mpa, perlu diadakan

penyelidikan geoteknik lebih mendalam.

5. Pada setiap jembatan gantung untuk pejalan kaki, perlu dipasang suatu

tanda peringatan agar barisan/tentara harus berjalan biasa dan satu persatu.

Prinsip jembatan gantung adalah rangkaian gelagar sederhana yang dipikul

oleh batang penggantung. Kabel utama memikul bangunan atas melalui

batang penggantung, sedang kabel utama dipikul oleh menara/pylon dan

ditahan oleh blok angker.

III. KETENTUAN-KETENTUAN

III.1. Menetapkan lokasi jembatan

o Pemilihan lokasi jembatan gantung pejalan kaki harus mempertimbangkan

aspek ekonomis, teknis dan kondisi lingkungan antara lain :

Biaya pembuatan jembatan harus seminimal mungkin.

Mudah untuk proses pemasangan dan perawatan.

Mudah diakses dan memberikan keuntungan untuk masyarakat yang akan

menggunakannya.

Berada pada daerah yang memiliki resiko minimal terhadap erosi aliran

sungai.

o Proses pemilihan harus mempertimbangkan keseluruhan aspek

pemasangan jembatan maupun jalan masuk. Faktor-faktor yang perlu

dipertimbangkan :

Panjang bentang terpendek yang mungkin dari jembatan.

Jembatan harus berada pada bagian lurus dari sungai atau arus, jauh dari

cekungan tempat erosi dapat terjadi.

Pilih lokasi dengan kondisi fondasi yang baik untuk penahan kepala

jembatan.

Lokasi harus sedekat mungkin dengan jalan masuk yang ada atau lintasan

lurus.

Lokasi harus memberikan jarak bebas yang baik untuk mencegah banjir

dan harus meminimalisasi kebutuhan untuk pekerjaan tanah pada jalan

masuk untuk menaikkan permukaan pada jembatan.

Arus sungai harus memiliki penguraian yang baik dan jalan aliran yang

stabil dengan resiko yang kecil dari perubahan karena erosi.

Lokasi harus terlindung dan seminimal mungkin terkena pengaruh angin;

Lokasi harus memberikan jalan masuk yang baik untuk material dan

pekerja.

Akan sangat membantu bila terdapat penyedia material setempat yang

mungkin digunakan dalam konstruksi seperti pasir dan batu.

Lokasi harus mendukung masyarakat setempat.

III.2. Bagian-bagian Struktur Jembatan

1. Bangunan atas, terdiri dari :

o Lantai jembatan berfungsi untuk memikul beban lalu lintas yang melewati

jembatan serta melimpahkan beban dan gaya-gaya tersebut ke gelagar

memanjang.

o Gelagar memanjang berfungsi sebagai pemikul lantai dan sandaran serta

melimpahkan beban dan gaya-gaya tersebut ke gelagar melintang.

o Gelagar melintang berfungsi sebagai pemikul gelagar memanjang serta

melimpahkan beban dan gaya-gaya tersebut ke batang penggantung.

o Gelagar pengaku berfungsi sebagai pemikul sebagian beban hidup dan

sebagai pengaku.

o Batang / kabel penggantung berfungsi sebagai pemikul gelagar utama

serta melimpahkan beban-beban dan gaya-gaya yang beberja ke kabel

utama.

o Kabel utama berfungsi sebagai pemikul beban dan gaya-gaya yang

bekerja pada batang / kabel penggantung serta melimpahkan beban dan

gaya-gaya tersebut ke menara / pylon pemikul dan blok angker.

o Pagar pengaman berfungsi untuk mengamankan pejalan kaki.

o Ikatan kabel angin berfungsi untuk memikul gaya angin yang bekerja pada

bangunan atas.

2. Bangunan bawah, terdiri dari :

o Menara/pylon berfungsi sebagai tumpuan kabel utama dan gelagar utama,

serta melimpahkan beban dan gaya-gaya yang bekerja melalui struktur

pilar atau langsung ke pondasi.

o Blok angker adalah tipe angker untuk semua jenis tanah yang berfungsi

sebagai penahan ujung-ujung kabel utama serta melimpahkan gaya-gaya

yang dipikulnya ke pondasi.

o Pondasi menara dan blok angker berfungsi sebagai pemikul menara dan

blok angker serta melimpahkan beban dan gaya-gaya yang bekerja ke

lapisan tanah pendukung.

III.3. Pembebanan

Jembatan Gantung untuk pejalan kaki harus kuat dan kaku (tanpa lendutan yang

berlebih) untuk menahan beban berikut:

III.3.1. Beban vertikal

Beban vertikal berupa:

o Beban mati dari berat sendiri jembatan;

o Beban hidup dari pengguna jembatan.

Beban vertikal rencana adalah kombinasi dari beban mati dan beban hidup

terbesar yang diperkirakan dari pengguna jembatan.

III.3.2. Beban samping

Beban samping disebabkan oleh:

o Tekanan angin;

o Gempa;

o Pengguna yang bersandar atau membentur pagar pengaman;

o Benturan ringan yang diakibatkan oleh batuan-batuan yang terbawa oleh

sungai/arus.

Jika benturan keras dari objek yang lebih besar pada aliran air yang cepat maka

jarak bebas lantai jembatan harus ditambah untuk mengurangi resiko benturan

dan kerusakan.

Beban samping yang harus dipertimbangkan dalam desain adalah beban angin

yang terjadi pada sisi depan yang terbuka dari batang-batang jembatan dan

beban yang diakibatkan oleh pengguna yang bersandar atau membentur pagar

keselamatan dan tiangtiang penahan. Benturan dari batuan-batuan tidak akan

terjadi jika ada jarak bebas yang memadai di bawah jembatan.

Standar perencanaan untuk jembatan pejalan kaki mempertimbangkan standar

perencanaan kecepatan angin 35 m/detik, yang mengakibatkan tekanan

seragam pada sisi depan yang terbuka dari batang-batang jembatan dari 130

kg/m2.

Karena tidak mungkin lalu lintas di atas jembatan pada angin yang besar, beban

angin dipertimbangkan terpisah dari beban hidup vertikal.

Beban gempa dihitung secara statik ekuivalen dengan memberikan beban lateral

dipuncak menara sebesar 15% sampai dengan maksimum 20% beban mati pada

puncak menara. Beban gempa tidak dihitung bersamaan dengan beban angin

karena tidak terjadi pada waktu yang sama.

3.3.3. Beban hidup

Ada dua aspek beban hidup yang perlu dipertimbangkan:

o Beban terpusat pada lantai jembatan jembatan akibat langkah kaki manusia

untuk memeriksa kekuatan lantai jembatan;

o Beban yang dipindahkan dari lantai jembatan ke batang struktur yang

kemudian dipindahkan ke tumpuan jembatan. Aksi beban ini akan

terdistribusi pendek atau menerus sepanjang batang-batang longitudinal

yang menahan lantai jembatan.

Beban hidup yang paling kritis yang dipikul karena pengguna jembatan

pejalan kaki ditunjukkan pada Tabel 1. Dipertimbangkan bahwa beban

terpusat 2000 kgf (20 kN) untuk kendaraan ringan/ternak dan beban merata

5 kPa memberikan batas yang cukup untuk keselamatan untuk semua

pengguna biasa dari jembatan pejalan kaki.

III.4. Rumus-rumus yang digunakan

1. Gaya tarik H pada ujung kabel utama adalah :

o Akibat beban hidup merata penuh :

P. L²H1 = --------- …………………………………………………… 1

8.d

o Akibat beban hidup tidak simetris pada setengah bentang :

P/2. L²H2 = ----------- ………………………………………………….. 2

8.d

o Akibat beban mati :

w. L²H3 = ----------- ………………………………………………… 3

8.d

Keterangan :P = beban hidup merataw = berat sendiri struktur, kN/mL = bentang utama, meterD = cekungan kabel ditengah bentang, ~ 1/10 L, meter.

Kabel utama dihitung berdasarkan gaya tarik T maksimum :

T = H / cos α …………………………………………………….. 4

atau

T = H / cos β …………………………………………………….. 5

Keterangan :T = gaya tarik kabel maksimum akibat beban merata penuh.α = sudut kabel di menara, antara horizontal dan kabel bentang utama.β = sudut kabel di menara, antara horizontal dan kabel angker.

2. Lendutan akibat beban hidup merata yang bekerja pada setengah bentang

utama, dihitung berdasarkan pembagian beban gelagar pengaku sebesar (1-

a) dan kabel utama sebesar (a) :

5(1-a)p.L^4l΄ = --------------- …………………………………………………… 6 12288 E I

a.(p/8)l = -------------- . d ………………………………………………… 7

w + a(p/2)

dengan syarat bahwa l΄ harus sama dengan l

Keterangan :a = fraksi bebanl΄ = lendutan gelagar pengakul = lendutan kabel utamaE = modulus elastis gelagar pengakuI = momen inersia gelagar pengaku

3. Momen maksimum gelagar pengaku dan komponen gaya horizontal kabel

dihitung berdasarkan pembagian beban antara gelagar pengaku sebesar (1-

a) dan kabel utama sebesar (a) :

(1-a).p.L²Mmaks = -------------- ……………………………………………… 8 64

wL² a.p.L²H = ----- + ----------- ……………………………………………… 9 8.d 16.d

Keterangan :M maks = momen maksimum gelagar pengakuH = komponen gaya horizontal kabel utamaa = fraksi beban

IV. SYARAT-SYARAT BAHAN

4.1. Beton

Mutu beton sesuai dengan SNI 03-1974-1990 seperti tampak pada Tabel.

Tabel - Mutu beton dan pedoman proporsi takaran campuran

4.2. Baja

o Baja yang digunakan sebagai bagian struktur baja harus mempunyai sifat

mekanis baja struktural seperti dalam tabel berikut :

Tabel - Sifat mekanis baja struktural

o Penyimpanan bahan;

Baja, baik ketika pabrikasi di bengkel maupun di lapangan, harus ditumpuk di

atas balok pengganjal atau landasan sedemikian rupa sehingga tidak

bersentuhan dengan tanah.

Jika baja ditumpuk dalam beberapa lapis, pengganjal untuk semua lapis

harus berada dalam satu garis.

Pengecatan permukaan sebagai lapis pelindung;

Permukaan yang akan dicat harus bersih dan bebas dari lemak, debu,

produk korosi, residu, garam dan sebagainya;

Perbaikan lapis pelindung struktur baja;

Bahan pelindung untuk struktur baja yang akan dilapis ulang dengan lapis

pelindung harus disesuaikan dengan jenis bahan dasar struktur baja yang

telah diberi lapisan pelindung. Sebelum dilakukan pelapisan ulang,

struktur baja harus dibersihkan terlebih dahulu sampai kondisi permukaan

tertentu sesuai dengan kondisi kerusakan pada lapisan tersebut.

4.3. Kabel

o Kabel utama yang digunakan berupa untaian (strand). Jenis-jenis kabel

ditunjukkandalam Gambar kabel dibawah.

o Kabel dengan inti yang lunak tidak diizinkan digunakan pada jembatan

gantung ini.

o Kabel harus memiliki tegangan leleh minimal sebesar 1500 Mpa.

o Batang penggantung, jika menggunakan baja bundar harus sesuai

spesifikasi baja seperti tampak pada Tabel – sifat mekanis baja.

o Kabel ikatan angin, jika menggunakan baja bundar harus sesuai spesifikasi

baja seperti tampak pada Tabel - sifat mekanis baja.

Gambar - Penampang melintang dan modulus elastis kabel ( Ek )

4.4. Kayu

o Persyaratan bahan;

Jenis bahan kayu yang akan digunakan sebagai struktur utama jembatan

kayu harus mempunyai mutu minimum sama dengan kayu kelas II yang

sudah diawetkan dengan kuat lentur minimum 85 kgf/cm2.

o Bahan pendukung;

Material pendukung mencakup pelat baja pengaku, baut sambungan, paku,

klem serta bahan-bahan lain yang diperlukan dalam pekerjaan struktur kayu.

o Bahan Pelindung.

Material pelindung dapat berupa cat dan bahan anti serangga.

V. LANGKAH-LANGKAH PERENCANAAN

V.1. Perencanaan Umum

Tahapan kegiatan perencanaan secara umum sebagai berikut :

o Lakukan survei pendahuluan untuk menentukan bentang jembatan.

Pada tinggi tebing yang yang tidak sama, usahakan agar kemiringan bentang

utama jembatan maksimum 1 : 20.

o Identifikasi jenis tanah pada lokasi menara, blok angker dan perletakan

gelagar pengaku jembatan secara visual dan/atau dengan peralatan

sederhana.

o Buat perencanaan teknik, meliputi :

Perencanaan teknik bangunan atas.

Perencanaan teknik bangunan bawah.

Perencanaan teknik pondasi.

V.2. Perencanaan Bangunan Atas

1. Lantai jembatan :

o Rencanakan ketinggian lantai jembatan minimal 1 meter diatas Muka Air

Banjir.

o Rencanakan lebar minimal jembatan sebesar 1,5 meter.

o Rencanakan lantai jembatan dari papan kayu dengan mutu memadai,

dipasang renggang satu sama lain (diberi celah sebesar ~ 5 mm), untuk

mengurangi puntir akibat hisapan angin.

o Hitung lantai jembatan sebagai balok sederhana yang menumpu diatas 2

tumpuan, yaitu gelagar-gelagar memanjang.

2. Gelagar memanjang :

o Pasang 3 buah gelagar memanjang untuk memikul lantai jembatan.

o Hitung gelagar memanjang sebagai balok sederhana yang menumpu

diatas 2 tumpuan, yaitu diatas gelagar-gelagar melintang.

3. Gelagar melintang :

o Rencanakan gelagar melintang menumpu diatas gelagar pengaku atau

langsung dipikul oleh batang penggantung.

o Hitung gelagar memanjang sebagai balok sederhana yang menumpu

diatas 2 tumpuan.

4. Gelagar pengaku :

o Tentukan gelagar pengaku (dapat berupa kabel, rangka, gelagar atau

gelagar tersusun) yang dipikul oleh kabel penggantung setiap jarak

tertentu.

o Hitung gelagar pengaku untuk memikul sebagian beban hidup.

5. Batang penggantung :

o Hitung batang penggantung untuk memikul gaya dan beban yang bekerja

pada gelagar melintang dan atau gelagar pengaku.

6. Kabel Utama

o Hitung kabel utama berdasarkan beban merata penuh sepanjang bentang,

beban tersebut dipikul sepenuhnya oleh kabel, bentuk lengkung kabel

utama adalah sejalan dengan garis momen akibat beban merata.

o Hitung lendutan utama berdasarkan beban hidup merata tidak simetris

yang posisinya paling kritis, yaitu bila beban hidup merata bekerja pada

setengah bentang.

Besarnya lendutan akibat beban hidup yang diijinkan adalah 1/150 x L

(L=bentang utama).

o Hitung besarnya komponen horizontal gaya tarik H pada ujung kabel

utama sesuai rumus 1, 2, 3.

o Hitung kabel utama berdasarkan gaya tarik T maksimum sesuai rumus 4

dan 5.

o Hitung kabel utama berdasarkan tegangan tarik kabel baja mutu tinggi

dengan tegangan putus minimum 1000 Mpa dan tegangan ijin minimum

400 Mpa, luas penampang bersih dari kabel adalah 0,67 dikali luas

penampang bruto kabel.

Gunakan jenis kabel sesuai gambar - Penampang melintang dan modulus elastis kabel ( Ek ).

o Hitung lendutan akibat beban hidup merata yang bekerja pada setengah

bentang utama, berdasarkan pembagian beban antara gelagar pengaku

sebesar (1-a) dan kabel utama sebesar (a) sesuai rumus 6 dan 7.

o Hitung kekuatan gelagar pengaku dan komponen gaya horizontal kabel

sesuai rumus 8 dan 9.

V.3. Perencanaan Bangunan Bawah

1. Menara / Pylon

o Tinggi menara (h) lebih besar dari d. (lihat gambar jembatan).

o Hitung dimensi tiang menara untuk dapat memikul gaya-gaya yang

bekerja pada pelana tumpuan kabel utama.

Menara dan pondasi harus mampu memikul beban vertikal, horizontal dan

momen maksimum.

o Rencanakan menara berdasarkan portal terjepit dengan pelana rol atau

sendi.

2. Blok Angker

o Tentukan berat minimum blok angker 120 % dari komponen gaya vertikal

tarik maksimum dalam kabel.

o Tetapkan dimensi blok angker berdasarkan keamanan terhadap geser,

guling dan angkat. Pada gaya kabel maksimum, tekanan tanah maksimum

diijinkan adalah 0,15 Mpa pada bagian depan blok angker yang tertanam

dalam tanah.

3. Pondasi Perletakan Gelagar Pengaku

o Rencanakan pondasi perletakan gelagar pengaku dimana ujung gelagar

memanjang harus mampu memikul beban dan gaya-gaya jembatan, yaitu

beban vertikal akibat beban hidup, gaya angkat akibat beban hidup tidak

simetris, gaya lateral akibat angin, gaya longitudinal akibat kesekan

perletakan.

o Tentukan jenis dan dimensi pondasi berdasarkan kondisi tanah setempat,

daya dukung tanah maksimum diijinkan 0,15 MPa.

Tebing Tebing

1/3 L 1/3 L

φ

φ ~ 45°

Tebing Tebing

1/3 L

V.4. Bangunan lain-lain

1. Ikatan angin

o Rencanakan ikatan angin untuk mengurangi goyangan jembatan dalam

arah horizontal.

o Hitung dimensi kabel untuk dapat memikul tekanan angin pada luas

bidang efektif yang kena angin.

o Pasang kabel-kabel penahan tersebut minimal pada sepertiga bentang

utama dan dijangkar pada sudut 45° kedalam tebing atau pondasi jangkar.

(lihat gambar pemasangan ikatan angin)

o Lengkapi kabel penahan dengan wartel mur untuk penyetelan,

sambungan profil dan baut harus memenuhi persyaratan kekuatan dan

keawetan.

Gambar pemasangan ikatan angin

2. Pagar pengaman (railling)

o Hitung tangan-tangan dengan pembebanan akibat dorongan, tekanan

pejalan kaki sebesar 100 kg/m¹.

Kabel ikatan angin

o Hitung tiang pengaman dengan pembebanan akibat dorongan horizontal

pejalan kaki sebesar 100 kg/m¹ di puncak tiang.