ANALISA PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN TANJUNG …

ANALISA PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN TANJUNG BARU

STA 34+116.052 PADA PROYEK JALAN TOL

MEDAN – KUALANAMU – TEBING TINGGI SEKSI 1A

TUGAS AKHIR

Ditulis Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh

Gelar Sarjana Terapan Teknik

Oleh

M. ZAKI CHAIRUMAN

NIM : 1505131001

PROGRAM STUDI TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN

JURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

2019

iii

ABSTRAK

ANALISA PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN TANJUNG BARU

STA 34+116.052 PADA PROYEK JALAN TOL

MEDAN – KUALANAMU– TEBING TINGGI SEKSI 1A

Oleh

M. ZAKI CHAIRUMAN

NIM: 1505131001

Pada pembangunan jalan tol ini terdapat jalan yang terputus akibat adanya rintangan

berupa jalan raya di bawahnya yang terletak pada STA 34+116.052. Karena adanya jalan

raya tersebut, maka dalam pembangunan jalan tol ini memerlukan jembatan sebagai

penghubung jalan tol Medan – Kualanamu – Tebing Tinggi. Jembatan Tanjung Baru yang

telah dibangun ini merupakan jenis jembatan konstruksi beton prategang dengan panjang

jembatan 62 meter yang dihubungkan dari abutment ke abutment dan lebar 28,30 meter,

menggunakan PC-I girder sebanyak 7 buah dengan jumlah diafragma 6 buah dan span

antara balok 2,2 meter, dengan bentang dari pilar ke pilar 30,8 meter dan dari Abutment

ke pilar 15,6 meter menggunakan PC-I girder sebanyak 6 buah dengan jumlah diafragma

5 buah dan span antara balok 2,2 meter.

Tujuan pembahasan dari tugas akhir ini adalah untuk mengetahui analisis struktur atas

dan besarnya stabilitas geser dan guling pada abutment dan pilar. Jembatan Tanjung Baru

STA 34+116.052 menggunakan sistem jembatan prategang dengan balok I girder.

Perencanaan struktur beton prategang dilakukan menurut RSNI T-12-2004. Pembebanan

pada jembatan menggunakan SNI 1725:2016 dan gempa menggunakan SNI 2833:2016

dengan periode ulang 1000 tahun.

Hasil dari analisis untuk struktur atas diperoleh tebal plat lantai 0,25 m dengan tulangan

lentur positif dan negatif D16-120 tulangan bagi D13-150, tebal plat injak 0,25 m dengan

tulangan memanjang jembatan D13-150 dan tulangan melintang D19-200, berat

diafragma di bentang 30,8 meter sebanyak 6 buah 51,72 kNm dan berat diafragma di

bentang 15,6 meter sebantak 5 buah 7,8 kNm, berat tiang sandaran 10,218 kN/m, balok

girder dengan bentang 30,8 meter yang digunakan memiliki 3 tendon dengan tendon 1

terdiri dari 18 strands dan tendon 2 terdiri dari 19 strands dan tednon 3 terdiri dari 19

strands, maka jumlah strands di 3 tendon 56 strands. sedangkan balok girder dengan

bentang 15,6 meter yang digunakan memiliki 3 tendon dengan tendon 1 terdiri dari 16

strands dan tendon 2 terdiri dari 15 strands dan tednon 3 terdiri dari 15 strands, maka

jumlah strands di 3 tendon 46 strands. Untuk struktur bawah, abutment aman terhadap

guling arah memanjang maupun melintang, namun pada combination 1 tidak aman untuk

stabilitas geser arah memanjang pada abutment, untuk stabilitas geser arah melintang

abutment aman. Sedangkan stabilitas guling arah memanjang pilar aman terhadap

combination 1-3, tidak aman untuk Combination 4. Stabilitas guling arah melintang pilar

aman terhadap combination 1-3, tidak aman untuk Combination 4. Untuk stabilitas geser

arah memanjang maupun melintang aman terhadap geser.

Kata Kunci : Jembatan Prategang, Balok I Girder

iv

ABSTRACT

CALCULATION ANALYSIS OF TANJUNG BARU BRIDGE

STA 34 + 116.052 ON TOLL ROAD PROJECTS

MEDAN - KUALANAMU - TEBING TINGGI SECTION 1A

By

M. ZAKI CHAIRUMAN

NIM: 1505131001

In the construction of this toll road there is a road that was cut off due to obstacles in the

form of a highway below it which is located at STA 34 + 116,052. Because of this

highway, the construction of this toll road requires a bridge to connect Medan -

Kualanamu - Tebing Tinggi toll road. The Tanjung Baru bridge that has been built is a

type of prestressed concrete construction bridge with a bridge length of 62 meters

connected from abutment to abutment and width of 28.30 meters, using 7 PC-I girder

with 6 diaphragms and span between beams 2, 2 meters, with span from pillar to pillar

30.8 meters and from Abutment to pillar 15.6 meters using 6 PC-I girders with 5

diaphragms and span between beams 2.2 meters.

The purpose of the discussion of this thesis is to determine the analysis of the upper

structure and the magnitude of the shear and rolling stability of the abutments and pillars.

The Tanjung Baru STA 34 + 116,052 bridge uses a prestressed bridge system with beam

I girder. The structure planning of prestressed concrete construction is carried out

according to RSNI T-12-2004. The load on the bridge uses SNI 1725: 2016 and the

earthquake uses SNI 2833: 2016 with a return period of 1000 years.

The results of the analysis for the upper structure obtained 0.25 m thick floor plate with

positive and negative flexural reinforcement D16-120 reinforcement for D13-150, tread

plate thickness 0.25 m with longitudinal reinforcement D13-150 bridge and transverse

reinforcement D19-200, the weight of the diaphragm in the span of 30.8 meters was 6

units of 51.72 kNm and the weight of the diaphragm was in the span of 15.6 meters as

much as 5 units of 7.8 kNm, the weight of the backrest pole was 10.218 kN / m, the girder

beam with a span of 30.8 meters was used have 3 tendons with the first consisting of 18

strands and the second consisting of 19 strands and the third consisting of 19 strands, then

the amount of strands in 3 tendons is 56 strands. while the girder beam with a span of

15.6 meters used has 3 tendons with the first tendon consisting of 16 strands and the

second tendon consisting of 15 strands and the third tendon consisting of 15 strands, then

the amount of strands in 3 tendons is 46 strands. For the lower structure, the abutment is

safe against rolling lengthwise or transversely, but in first combination it is not safe for

the stability of the longitudinal sliding direction of the abutment, for the stability of the

sliding direction transversely the abutment is safe. While the bolt stability of the

longitudinal direction of the pillar is safe against combination 1-3, it is not safe for

Combination 4. The cross-sectional bolster stability is safe for combination 1-3, not safe

for Combination 4. For the sliding stability of both the longitudinal and transverse

direction, it is safe against sliding.

Keywords: Prestressed Bridges, Beam I Girder

v

PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR

Tugas Akhir DIPLOMA IV yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di

Perpustakaan Politeknik Negeri Medan, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan

bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKi yang berlaku di

Politeknik Negeri Medan. Referensi Kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi

pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai

dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.

Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh Tugas Akhir haruslah seizin

Direktur Politeknik Negeri Medan.

vi

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat,

rahmat dan karunia-Nya sehingga kami bisa menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini

dengan baik dan tepat pada waktunya.

Adapun judul Laporan Tugas Akhir “ANALISA PERHITUNGAN

STRUKTUR JEMBATAN TANJUNG BARU STA 34+116.052 PADA PROYEK

JALAN TOL MEDAN – KUALANAMU – TEBING TINGGI SEKSI 1A” ini

merupakan satu syarat yang harus dilaksanakan untuk menyelesaikan semester VIII,

Program Studi Diploma IV Teknik Perancanan Jalan dan Jembatan Jurusan Teknik Sipil

Politeknik Negeri Medan.

Dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini, Penyusun menghadapi berbagai

kendala, namun berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, maka selayaknya

penyusun menyampaikan terima kasih kepada:

1. Orang tua yang telah memberikan dukungan baik secara moral maupun

materi;

2. Bapak M. Syahruddin, S.T., M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan;

3. Bapak Ir. Samsudin Silaen, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri

Medan;

4. Bapak Ir. Ependi Napitu, M.T., Kepala Program Studi D-IV TPJJ;

5. Bapak Ir. Ependi Napitu, M.T., Selaku Dosen Pembimbing yang telah

memberikan saran dan nasihat;

6. JASA MARGA KUALANAMU TOL, Selaku Owner;

7. PT. ADHI KARYA, Selaku Penyedia Jasa Konstruksi;

8. Rekan – rekan mahasiswa Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan angkatan 2015

Politeknik Negeri Medan, Khususnya TPJJ-8B yang telah banyak membantu

dalam penyusunan laporan ini;

Penyusun sudah berusaha semaksimal mungkin untuk menyusun dan

menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Namun, penyusun menyadari bahwa laporan ini

masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu, penyusun menerima dengan terbuka segala

masukan-masukan, kritik, saran, dan pendapat yang bersifat membangun guna

memperbaiki Laporan Tugas Akhir ini.

vii

Demikian laporan ini ditulis, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis

maupun bagi semua pihak yang membaca laporan ini, terutama di dunia Pendidikan

dalam bidang Teknik Sipil.

Medan, September 2019

Hormat Saya Penulis,

M. Zaki Chairuman

NIM : 1505131001

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ ii

ABSTRAK ........................................................................................................... iii

ABSTRAK ............................................................................................................. iv

PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR ............................................... v

KATA PENGANTAR ......................................................................................... vi

DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xvi

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xix

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

I.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1

I.2 Rumusan Masalah ................................................................................. 3

I.3 Tujuan Penelitian ................................................................................. 3

I.4 Manfaat Tugas Akhir ............................................................................ 4

I.5 Batasan Masalah .................................................................................. 4

I.6 Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data ....................................... 4

I.7 Sistematika Penelitian ......................................................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 7

II.1 Umum .............................................................................................. 7

II.2 Jalan Tol .......................................................................................... 7

II.3 Jembatan ........................................................................................... 10

II.4 Bagian Struktur Jembatan ................................................................ 12

II.4.1 Struktur Atas (Super Structure) .............................................. 12

II.4.2 Struktur Bawah (Sub Structur) ................................................ 13

II.5 Struktur Jembatan Prategang ........................................................... 14

II.5.1 Beton Prategang ...................................................................... 14

II.5.2 Prinsip Dasar Beton Prategang ............................................... 15

ix

II.5.3 Metode Penegangan Beton Prategang ..................................... 16

II.5.4 Baja Prategang ........................................................................ 18

II.6 Analisis Perhitungan Srtuktur Atas ................................................... 19

II.6.1 Plat Lantai ............................................................................... 19

II.6.1.1 Pembebanan Plat Lantai ............................................. 19

II.6.1.2 Momen Pada Plat Lantai Kendaraan .......................... 24

II.6.1.3 Kombinasi Beban ........................................................ 24

II.6.1.4 Pembesian Plat Lantai ................................................. 28

II.6.1.5 Analisis Tegangan Geser Ponds ................................. 29

II.6.2 Balok Prategang (I Girder) ...................................................... 30

II.6.3 Gaya Prategang, Eksentrisitas, dan Jumlah Tedon ................. 34

II.6.3.1 Kondisi Awal (Saat Transfer) ..................................... 34

II.6.3.2 Kondisi Akhir ............................................................. 35

II.6.3.3 Posisi Tendon .............................................................. 36

II.6.3.4 Lintasan Tendon ......................................................... 37

II.6.4 Kehilangan Gaya Prategang .................................................... 38

II.6.4.1 Kehilangan Langsung (Immediately Loss) ................. 38

II.6.4.2 Kehilangan Tak Langsung (Time Dependent Loss) .... 39

II.7 Analisis Perhitungan Struktur Bawah ............................................... 40

II.7.1 Perhitungan Abutment ............................................................ 40

II.7.1.1 Berat Sendiri ............................................................... 40

II.7.1.2 Beban Mati Tambahan (MA) ..................................... 42

II.7.1.3 Tekanan Tanah (TA) .................................................. 43

II.7.1.4 Beban Lajur “D” (TD) ............................................... 45

II.7.1.5 Gaya Rem (TB) .......................................................... 45

II.7.1.6 Pengaruh Temperatur (ET) ........................................ 46

II.7.1.7 Beban Angin (EW) ..................................................... 46

II.7.1.8 Kontrol Stabilitas Guling pada Abutment .................. 49

II.7.1.9 Kontrol Stebilitas Geser pada Abumnet ..................... 50

II.7.2 Perhitungan Pilar ..................................................................... 50

II.7.2.1 Pembebanan pada Pilar .............................................. 51

II.7.3 Stabilitas Guling dan Geser ..................................................... 51

x

II.7.3.1 Kontrol Terhadap Guling ........................................... 51

II.7.3.2 Kontrol Terhadap Geser ............................................. 52

BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 53

III.1 Lokasi Proyek ................................................................................... 53

III.2 Data Umum Proyek .......................................................................... 53

III.3 Metodologi Penelitian ....................................................................... 54

III.3.1 Tahap Persiapan ..................................................................... 56

III.3.2 Pengumpulan Data ................................................................. 56

III.3.3 Analisis Data .......................................................................... 56

III.3.3.1 Struktur Atas ........................................................... 56

III.3.3.2 Struktur Bawah ....................................................... 57

III.3.4 Kesimpulan ............................................................................ 57

BAB IV ANALISIS DATA ................................................................................. 58

IV.1 Analisis Perhitungan Struktur Atas Jembatan tanjung Baru ............. 58

IV.1.1 Plat Lantai .............................................................................. 60

IV.1.1.1 Pembeban Plat Lantai ............................................. 60

IV.1.1.2 Momen Pada Plat Lantai ......................................... 63

IV.1.1.3 Kombinsai Beban pada Plat Lantai ......................... 66

IV.1.1.4 Pembesian Plat Lantai ............................................. 70

IV.1.1.5 Kontrol Lendutan Plat Lantai Jembatan ................. 75

IV.1.1.6 Kontrol Tegangan Geser Pons ................................ 78

IV.1.2 Plat Injak ............................................................................... 80

IV.1.2.1 Plat Injak Arah Melintang Jembatan ...................... 80

IV.1.2.2 Plat Injak Arah Memanjang Jembatan ................... 84

IV.1.3 Analisis Tiang Sandaran ....................................................... 88

IV.1.4 Analisis Balok Girder Bentang 30,8 Meter .......................... 92

IV.1.5 Material Balok Girder Prategang .......................................... 94

IV.1.6 Penentuan Lebar Efektif Plat Lantai ..................................... 95

IV.1.7 Section properties Balok Girder ........................................... 96

IV.1.8 Section properties Balok Komposit (Balok Prategang +

Plat) ....................................................................................... 98

xi

IV.1.9 Pembahasan Balok Prategang ............................................... 99

IV.1.9.1 Berat Sendiri Balok Prategang (MS) ...................... 99

IV.1.9.2 Beban Mati Tambahan (MA) ................................. 101

IV.1.9.3 Beban Lajur “D” (TD) ........................................... 102

IV.1.9.4 Gaya Rem (TB) ...................................................... 103

IV.1.9.5 Beban Angin (EW) ................................................ 104

IV.1.9.6 Beban Gempa (EQ) ................................................ 105

IV.1.10 Resume Momen dan Gaya Geser pada Balok ................... 108

IV.1.11 Gaya Prategang,Eksentrisitas dan Jumlah Tendon ............ 113

IV.1.11.1 Kondisi Awal (Saat Transfer) .............................. 113

IV.1.11.2 Kondisi Akhir ..................................................... 114

IV.1.11.3 Pembesian Balok Prategang................................. 116

IV.1.11.4 Posisi Tendon ....................................................... 118

IV.1.11.5 Lintasan Inti Tendon (Cable) ............................... 120

IV.1.11.6 Sudut Angkur ....................................................... 121

IV.1.11.7 Tata Letak Trace Kabel........................................ 123

IV.1.11.8 Kehilangan Tegangan (Loss of Prestress) pada

Kabel ................................................................... 120

IV.2 Analisis Balok Girder Bentang 15,6 Meter ..................................... 128

IV.2.1 Material Balok Girder Prategang .......................................... 129

IV.2.2 Pernentuan lebar Efektif Plat Lantai ..................................... 131

IV.2.3 Section Properties Balok Girder ........................................... 132

IV.2.4 Section Properties Balok Komposit (Balok Prategang +

Plat) ...................................................................................... 134

IV.2.5 Pembebanan Balok Prategang .............................................. 135

IV.2.5.1 Berat Sendiri Balok Prategang (MS) ..................... 135

IV.2.5.2 Berat Mati Tambahan (MA) .................................. 137

IV.2.5.3 Beban Lajur “D” (TD) ........................................... 138

IV.2.5.4 Gaya Rem (TB) ...................................................... 139

IV.2.5.5 Beban Angin (EW) ................................................ 140

IV.2.5.6 Beban Gempa (EQ) ................................................ 141

IV.2.6 Resume Momen dan Gaya Geser pada Balok ...................... 149

xii

IV.2.7 Gaya Prategang, Eksentrisitas dan Jumlah Tendon .............. 149

IV.2.7.1 Kondisi Awal (Saat transfer) ................................. 146

IV.2.7.2 Kondisi Akhir ........................................................ 150

IV.2.7.3 Pembesian Balok Prategang................................... 152

IV.2.7.4 Posisi Tendon ......................................................... 153

IV.2.7.5 Lintasan Inti Tendon (Cable) ................................. 155

IV.2.7.6 Sudut Angkur ......................................................... 156

IV.2.7.7 Tata Letak dan Trace Kabel ................................... 157

IV.2.7.8 Kehilangan Tegangan (Loss Of Prestress) pada

Kabel ...................................................................... 158

IV.3 Analisis Perhitungan Struktur Bawah Jembatan Tanjung Baru....... 163

IV.3.1 Analisis Abutment pada jembatan Tanjung Baru ................. 163

IV.3.1.1 Analisis Beban Kerja Abutment Jembatan

Tanjung Baru ......................................................... 165

IV.3.2 Analisis Pilar pada Jembatan Tanjung Baru ......................... 186

IV.3.2.1 Analisis Beban Kerja Pilar ..................................... 187

BAB V PENUTUP ............................................................................................... 206

V.1. Simpulan ........................................................................................... 206

V.2. Saran .................................................................................................. 207

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 208

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Dimensi Ruang Jalan Bebas Hambatan untuk Jalan Tol ................... 9

Tabel. II.2 Jenis Tulangan Prategang .................................................................. 18

Tabel. II.3 Berat Jenis Bahan .............................................................................. 20

Tabel. II.4 Faktor Beban untuk Berat Sendiri .................................................... 20

Tabel. II.5 Faktor Beban untuk Beban Mati Tambahan ...................................... 21

Tabel. II.6 Faktor Akibat Pemebebanan Truk “T” .............................................. 22

Tabel. II.7 Komponen Beban Angin yang Bekerja pada Kendaraan .................. 23

Tabel. II.8 Temperatur Jembatan Rata – Rata Nominal ...................................... 24

Tabel. II.9 Kombinasi Beban Umum untuk Keadaan Layan dan Ultimit ........... 27

Tabel. II.10 Faktor Beban untuk Beban Lajur “D” ............................................... 32

Tabel. II.11 Faktor Koefisien Susut ....................................................................... 40

Tabel. IV.1 Data Geometri Jembatan Tanjung Baru ............................................. 58

Tabel. IV.2 Berat jenis Bahan ............................................................................... 59

Tabel. IV.3 Beban Mati Tambahan pada Plat Lantai ............................................ 60

Tabel. IV.4 Rekapitulasi Kombinsi Momen pada Plat Lanti ................................ 66

Tabel. IV.5 Kombinasi Beban dan Faktor Beban Berdasarkan SNI 1726:2016 .. 67

Tabel. IV.6 Faktor Kombinasi Pembebanan ......................................................... 68

Tabel. IV7 Momen Lapangan Terfaktor .............................................................. 68

Tabel. IV.8 Momen Tumpuan Terfaktor ............................................................... 69

Tabel. IV.9 Data Jembatan Tanjung Baru ............................................................. 92

Tabel. IV.10 Berat Isi .............................................................................................. 93

Tabel. IV.11 Dimensi Balok Prategang .................................................................. 93

Tabel. IV.12 Dimensi Balok Prategang .................................................................. 97

Tabel. IV.13 Section Properties Balok Komposit .................................................. 98

Tabel. IV.14 Berat Sendiri Struktur Atas .............................................................. 101

Tabel. IV.15 Beban Mati Tambahan ..................................................................... 101

Tabel. IV.16 Resume Momen dan Gaya pada Balok Prategang ........................... 108

Tabel. IV.17 Persamaan Momen dan Gaya Geser pada Balok Girder .................. 108

Tabel. IV.18 Momen pada Balok Girder .............................................................. 109

Tabel. IV.19 Gaya Geser pada Balok Girder ........................................................ 110

xiv

Tabel. IV.20 Momenn Statis tendon ..................................................................... 119

Tabel. IV.21 Momen Statis Tendon ...................................................................... 119

Tabel. IV.22 Lintasan Inti Tendon ........................................................................ 120

Tabel. IV.23 Sudut Angkur Masing – Masing Tendon ......................................... 121

Tabel. IV.24 Trase Kabel ...................................................................................... 122

Tabel. IV.25 Data Jembatan Tanjung Baru ........................................................... 128

Tabel. IV.26 Berat Isi ........................................................................................... 128

Tabel. IV.27 Dimensi Balok Prategang ................................................................ 129

Tabel. IV.28 Dimensi Balok Prategang ................................................................ 133

Tabel. IV.29 Section Properties Balok Prategang ................................................ 134

Tabel. IV.30 Berat Sendiri Struktur Atas .............................................................. 137

Tabel. IV.31 Bebana Mati Tambahan ................................................................... 137

Tabel. IV.32 Resume Momen dan Gaya pada Balok Prategang ........................... 144

Tabel. IV.33 Persamaan Momen dan Gaya Geser pada Balok Girder .................. 144

Tabel. IV.34 Momen pada Balok Girder .............................................................. 145

Tabel. IV.35 Gaya Geser pada Balok Girder ........................................................ 145

Tabel. IV.36 Momenn Statis tendon ..................................................................... 154

Tabel. IV.37 Momen Statis Tendon ...................................................................... 155

Tabel. IV.38 Lintasan Inti Tendon ........................................................................ 156

Tabel. IV.39 Sudut Angkur Masing – Masing Tendon ......................................... 157

Tabel. IV.40 Trase Kabel ...................................................................................... 157

Tabel. IV.41 Data Struktur Atas ........................................................................... 163

Tabel. IV.42 Data Tanah dan Abutment ............................................................... 164

Tabel. IV.43 Berat Sendiri Struktur Atas pada Abutment ..................................... 165

Tabel. IV.44 Berat Sendiri Struktur Bawah .......................................................... 166

Tabel. IV.45 Berat Total Akibat Berat Sendiri .................................................... 166

Tabel. IV.46 Beban Mati Tambahan pada Abutment ............................................ 167

Tabel. IV.47 Distribusi Beban Gempa pada Abutment ......................................... 175

Tabel. IV.48 Rekapitulasi Beban yang Bekerja pada Abutment ........................... 178

Tabel. IV.49 Rekp Kombinasi Beban Untuk Perencanaan Tegangan Kerja pada

Abutment .......................................................................................... 181

Tabel. IV.50 Kombinasi Beban Stabilitas Guling Arah X .................................... 183

xv

Tabel. IV.51 Kombinasi Beban Stabilitas Guling Arah Y .................................... 184

Tabel. IV.52 Kombinasi Beban Stabilitas Geser Arah X ...................................... 185

Tabel. IV.53 Kombinasi Beban Stabilitas Geser Arah Y ...................................... 186

Tabel. IV.54 Berat Sendiri Struktur Atas pada Pilar ............................................. 187

Tabel. IV.55 Berat Sendiri Pierhead ..................................................................... 188

Tabel. IV.56 Akibat Titik Berat pada Pierhead ................................................... 189

Tabel. IV.57 Akibat Titik Berat pada Kolom Pierhead ........................................ 190

Tabel. IV.58 Berat Sendiri Pilecap ....................................................................... 190

Tabel. IV.59 Akibat Titik Berat pada Pilecap ...................................................... 190

Tabel. IV.60 Beban Mati Tambahan pada Pilar .................................................... 191

Tabel. IV.61 Koefisiean Geser Dasar Untuk tanah ............................................... 198

Tabel. IV.62 Rekapitulasi Beban yang Bekerja pada Pilar ................................... 199

Tabel. IV.63 Rekap Kombinasi beban untuk Perencanaan tegangan Kerja

pada Pilar ......................................................................................... 201

Tabel. IV.64 Kombinasi Beban Stabilitas Guling Arah X .................................... 203

Tabel. IV.65 Kombinasi Beban Stabilitas Guling Arah Y .................................... 203

Tabel. IV.66 Kombinasi Beban Stabilitas Geser Arah X ...................................... 204

Tabel. IV.67 Kombinasi Beban Stabilitas Geser Arah Y ...................................... 205

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar. II.1 Tipe – Tipe Jembatan .................................................................... 10

Gambar. II.2 Potongan Memanjang Jembatan Tanjung Baru STA 34+127.351 12

Gambar. II.3 Struktur Bangunan Atas ................................................................ 13

Gambar. II.4 (a) Penampang Balok ; (b) Distribusi Tegangan Serat Pada Balok

Persegi Panjan ............................................................................... 15

Gambar. II.5 Metode Pratarik ............................................................................. 17

Gambar. II.6 Metode Pasce – Tarik .................................................................... 17

Gambar. II.7 Jenis Baja Tendon ......................................................................... 18

Gambar. II.8 Pembebanan Truk “T” (500 KN) .................................................. 22

Gambar. II.9 Beban Garis Mendatar Pada Bidang Samping Kendaraan ........... 23

Gambar. II.10 Bidang Geser Pons pada Lantai ................................................... 29

Gambar. II.11 Berat Sendiri pada Balok Prategang (I girder) .............................. 30

Gambar. II.12 Beban Lajur “D” .......................................................................... 32

Gambar. II.13 Gambar Beban Lajur (TD) ............................................................ 32

Gambar. II.14 Gambar Beban Angin pada Balok Prategang................................ 33

Gambar. II.15 Tahap Saat Transfer (Kondisi Awal) ............................................ 35

Gambar. II.16 Posisi Tendon di Tengah Bentang dan Tumpuan ......................... 37

Gambar. II.17 Lintasan Isi Tendon ....................................................................... 37

Gambar. II.18 Berat Sendiri Abutment akibat Struktur Atas ................................ 41

Gambar. II.19 Berat Sendiri Abutment dan Wingg Wall ...................................... 42

Gambar. II.20 Beban Mati Tambahan Abutment ................................................. 43

Gambar. II.21 Tekanan Tanah (TA) ..................................................................... 44

Gambar. II.22 Gaya Rem Abutment (TTB) ............................................................ 45

Gambar. II.23 Gaya Akibat Temperatur pada Abutment .................................... 46

Gambar. II.24 Beban Angin Pada Samping Jembatan ........................................ 47

Gambar. II.25 Transfer Beban Angin ke Lantai Jemabatan ................................ 48

Gambar. II.26 Jenis – Jenis Pangkal Jembatan .................................................... 51

Gambar. III.1 Lay Out Proyek Jalan Tol Medan – Kualanamu -Tebing Tinggi.. 53

Gambar. III.2 Bagan Alir Penelitian Tugas Akhir ............................................... 55

Gambar. IV.1 Dimensi Jembatan Arah Melintang ............................................... 58

Gambar. IV.2 Beban Garis Mendatar (TEW) pada Bidang Samping Kendaraan 61

xvii

Gambar. IV.3 Nilai Momen yang Terjadi Akibat Berat Sendiri .......................... 63

Gambar. IV.4 Nilai Momen yang Terjadi Akibat Beban Mati Tambahan .......... 63

Gambar. IV.5 Nilai Momen yang Terjadi Akibat Beban Truk ............................ 64

Gambar. IV.6 Nilai Momen yang Terjadi Akibat Beban Angin .......................... 65

Gambar. IV.7 Nilai Momen yang Terjadi Akibat Beban Temperatur ................. 65

Gambar. IV.8 Bidang Geser Pons pada Lantai .................................................... 78

Gambar. IV.9 Pembesian Plat Lantai ................................................................... 79

Gambar. IV.10 Pembeban Plat Injak Arah Melintang ........................................... 80

Gambar. IV.11 Pembeban Plat Injak Arah Memanjang ........................................ 84

Gambar. IV.12 Pembesian Plat Injak ..................................................................... 87

Gambar. IV.13 Detail Tiang Sandaran ................................................................... 88

Gambar. IV.14 Beban Horizontal pada Tiang Sandaran ........................................ 80

Gambar. IV.15 Potongan Melintang Bentang 30,8 meter ...................................... 92

Gambar. IV.16 Dimensi Balok Girder Prategang .................................................. 93

Gambar. IV.17 Lebar efektif Plat Lantai................................................................ 95

Gambar. IV.18 Dimensi Lebar Efektif Plat Lantai ................................................ 96

Gambar. IV.19 Letak Titik Berat Balok Girder ..................................................... 96

Gambar. IV.20 Letak Titik Berat Balok Komposit ................................................ 98

Gambar. IV.21 Beban Rem (TB) ......................................................................... 103

Gambar. IV.22 Beban Angin (EW) ...................................................................... 104

Gambar. IV.23 Diagram Momen (Bending Moment Diagram) Balok

Prategang ..................................................................................... 111

Gambar. IV.24 Diagram Gaya Geser (Shearing Force Diagram) Balok

Prategang ..................................................................................... 112

Gambar. IV.25 Pembagian Penulangan Balok Prategang .................................... 116

Gambar. IV.26 Posisi Tendon di tumpuan dan di Tengah Bentang ..................... 119

Gambar. IV.27 Lintasan Masing – Masing Tendon ............................................. 122

Gambar. IV.28 Potongan Melintang Bentang 15,6 meter .................................... 128

Gambar. IV.29 Dimensi Balok Girder Prategang ................................................ 129

Gambar. IV.30 Lebar efektif Plat Lantai.............................................................. 131

Gambar. IV.31 Dimensi Lebar Efektif Plat Lantai .............................................. 132

Gambar. IV.32 Letak Titik Berat Balok Girder ................................................... 132

xviii

Gambar. IV.33 Letak Titik Berat Balok Komposit .............................................. 134

Gambar. IV.34 Beban Rem (TB) ......................................................................... 139

Gambar. IV.35 Beban Angin (EW) ...................................................................... 140

Gambar. IV.36 Diagram Momen (Bending Moment Diagram) Balok

Prategang ..................................................................................... 147

Gambar. IV.37 Diagram Gaya Geser (Shearing Force Diagram) Balok

Prategang ..................................................................................... 148

Gambar. IV.38 Posisi Tendon di tumpuan dan di Tengah Bentang ..................... 155

Gambar. IV.39 Lintasan Masing – Masing Tendon ............................................. 158

Gambar. IV.40 Dimensi Jembatan Arah Melintang ............................................. 163

Gambar. IV.41 Dimensi Abutment Jembatan Tanjung Baru ................................ 164

Gambar. IV.42 Tekanan Tanah Pada Abutment .................................................. 168

Gambar. IV.43 Gaya Rem pada Abutment ........................................................... 170

Gambar. IV.44 Pengaruh Temperatur pada Abutment ......................................... 171

Gambar. IV.45 Beban Angin yang Meniup Samping jembatan .......................... 172

Gambar. IV.46 Transfer Beban Angin Ke Lantai Jembatan ................................ 173

Gambar. IV.47 Gesekan pad Perletakan Abutment .............................................. 177

Gambar. IV.48 Gaya Momen Aksi dan Reaksi Arah Memanjang Jembatan ...... 182

Gambar. IV.49 Gaya Momen Aksi dan Reaksi Arah Melintang Jembatan ......... 183

Gambar. IV.50 Gaya Geser Aksi dan Reaksi Arah Memanjang Jembatan.......... 184

Gambar. IV.51 Gaya Geser Aksi dan Reaksi Arah Melintang Jembatan ............ 185

Gambar. IV.52 Pembebanan pada Pilar P2A ....................................................... 186

Gambar. IV.53 Berat Sendiri pada Pilat P2A ...................................................... 187

Gambar. IV.54 Berat Sendiri pada Pierhead P2A .............................................. 188

Gambar. IV.55 Jarak Titik Berat pada Pierhead P2A ke A ................................. 189

Gambar. IV.56 Berat Sendiri Kolom pada Pierhead P2A ................................... 189

Gambar. IV.57 Berat Sendiri Pilecap pada Pierhead P2A .................................. 190

Gambar. IV.58 Beban Mati Tambahan Total ....................................................... 192

Gambar. IV.59 Beban Lajur pada Pilar ................................................................ 193

Gambar. IV.60 Gaya Rem pada Pilar ................................................................... 194

Gambar. IV.61 Gaya Momen Aksi dan Reaksi Arah Memanjang Pilar .............. 202

xix

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 As Built Drawing Struktur Jembatan Up Tanjung Baru STA

34+116.052

Lampiran 2 Lembar Asistensi

1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Sarana transportasi merupakan hal penentu perkembangan ekonomi suatu

Negara. Transportasi darat umumnya menjadi salah satu sarana yang digunakan untuk

melintasi antar kota dan daerah di dalam suatu negara. Salah satu prasarana untuk

transportasi darat adalah jalan. Beberapa jalan dibangun agar memperlancar akses

transportasi darat ke beberapa kota maupun provinsi. Namun seiring berkembangnya

zaman, volume kendaraan makin bertambah sehingga ruas jalan tidak dapat menampung

kendaraan yang ada. Beberapa solusi yang dilakukan pemerintah berupa penambahan

jalan untuk menanggulangi kemacetan. Salah satunya yaitu pembangunan jalan tol

Menurut PP Nomor 8 tahun 1990, jalan tol berperan untuk melayani jasa distribusi utama

yang mempunyai spesifikasi bebas hambatan agar dicapai tingkat efisiensi yang

maksimal dalam penggunaan sumber daya dan sebagai pemacu pengembangan wilayah

untuk mewujudkan keseimbangan antar daerah sehingga dengan dibangunnya jalan tol

dapat meningkatkan pengembangan wilayah dan menyelesaikan masalah-masalah yang

ada.

Pokok yang terpenting pada jalan tol adalah jembatan sebagai sarana transportasi

mempunyai peranan yang sangat penting bagi kelancaran pergerakan lalu lintas. Dimana

fungsi jembatan adalah menghubungkan rute/lintasan transportasi yang terpisah baik oleh

sungai, rawa, danau, selat, saluran, jalan raya, jalan kereta api dan perlintasan lainnya.

Pada mulanya jembatan hanya dipakai untuk menghubungkan dua tempat

terpisah dengan jarak yang relatif pendek. Seiring dengan perkembangannya, jembatan

dapat dipakai untuk menghubungkan tempat terpisah pada jarak yang berjauhan bahkan

sampai menyeberangi laut. Dengan semakin meningkatnya teknologi dan fasilitas

pendukung seperti komputer, bentangan bukan merupakan kendala lagi.

Dari segi perkonomian, jembatan dapat mengurangi biaya transportasi. Dan dari

segi efisiensi waktu, dengan adanya jembatan dapat mempersingkat waktu tempuh pada

perjalanan darat yang saling terpisah. Jembatan juga dapat meningkatkan daerah

tertinggal untuk dapat lebih berhubungan dengan daerah lain dengan mudah.

2

Pengembangan jembatan pada jalan tol dilakukan dengan tujuan

menghubungkan jalan yang dibatasi kondisi alam berupa sungai, lembah curam, dan jalan

lain yang melintang. Perkembangan teknologi transportasi saat ini terutama jembatan

meningkat seiring dengan perubahan waktu. Perencanaan jembatan harus memperhatikan

beberapa aspek seperti arus lalu lintas, hidrologi, kondisi tanah, struktur bangunan

jembatan dan aspek pendukung lainnya. Suatu jembatan harus direncanakan agar dapat

menahan beban seperti beban angin, beban gempa, beban lalu lintas dan beban lain yang

ada pada jembatan. Suatu jembatan terdiri dari 3 bagian utama yaitu pondasi, bangunan

bawah, dan bangunan atas. Bagian terpenting dalam suatu jembatan adalah pondasi dan

bangunan bawah. Bangunan bawah ini terdiri dari struktur utama berupa pilar dan

pangkal jembatan (Abutment).

Jalan Tol Tebing Tinggi berdasarkan Surat Direktur Jenderal Bina Marga No:

UM.0103.-Dp / 224 tanggal 15 April 2004 perihal : Penetapan Rute Jalan Tol Medan –

Kualanamu – Tebing Tinggi, maka Pemerintah Tingkat I Sumatera yang tertuang didalam

Peraturan Daerah Provinsi Sumatera Utara No 6 tahun 2004 tentang Rencana Kerja

Pemerintah (RKP) Provinsi Sumatera Utara tahun 2005. Rencana kegiatan pembangunan

jalan tol merupakan bagian usaha pemenuhan peningkatan kebutuhan akan prasarana

jalan raya sehingga diharapkan mampu memecahkan permasalahan yang timbul pada ruas

jalan utama.

Sehubungan dengan hal tersebut diatas, PT Jasamarga Kualanamu Tol sebagai

penyelenggara Jalan Tol, melaksanakan pembangunan jalan tol Medan – Kualanamu –

Tebing Tinggi dibagi dalam 7 seksi. Seksi 1 dan 2 yang menghubungkan Jalan Tol

Belmera disekitar gerbang Tol Tanjung Morawa ke Kualanamu dikerjakan oleh

Pemerintah, Seksi 3 sampai dengan 7 dilaksanakan oleh BUJT PT Jasamarga Kualanamu

Tol pada tahun 2015.

Pembangunan Jalan Tol Medan – Kualanamu – Tebing Tinggi Seksi 1A

dilaksanakan oleh Kontraktor Pelaksana PT Adhi Karya (Persero) Tbk dengan nomor

kontrak 001/KONTRAK -- DIR/JMKT/2017 pada tanggal 30 Januari 2017.

Pelaksanaan pembangunan Jalan Tol ini dimulai sejak diterbitkannya Surat Perintah

Mulai Kerja (SPMK) dengan nomor 060/JMKT/II/2017 pada tanggal 16 Februari 2017

dan dengan waktu pelaksanaan 330 hari kalender.

3

Pada pembangunan jalan tol ini terdapat jalan yang terputus akibat adanya

rintangan berupa jalan raya di bawahnya yang terletak pada STA 34+116.052. Karena

adanya jalan raya tersebut, maka dalam pembangunan jalan tol ini memerlukan jembatan

sebagai penghubung jalan tol Medan – Kualanamu – Tebing Tinggi. Jembatan Tanjung

Baru yang telah dibangun ini merupakan jenis jembatan konstruksi beton prategang

dengan panjang jembatan 62 meter yang dihubungkan dari abutment ke abutment dan

lebar 28,30 meter, menggunakan PC-I girder sebanyak 7 buah dengan jumlah diafragma

6 buah dan span antara balok 2,2 meter, dengan bentang dari pilar ke pilar 30,8 meter

dan dari Abutment ke pilar 15,6 meter menggunakan PC-I girder sebanyak 6 buah dengan

jumlah diafragma 5 buah dan span antara balok 2,2 meter.

Dengan melakukan perhitungan konstruksi kita dapat mengetahui kemampuan

dari bangunan itu sendiri apakah mampu memikul beban yang ditanggungnya. Maka pada

penulisan Tugas Akhir ini, penulis mengangkat judul “Analisa Perhitungan Struktur

Jembatan Tanjung Baru STA 34+116.052 Pada Proyek Jalan Tol Medan –

Kualanamu – Tebing Tinggi Seksi 1A”

I.2 Rumusan Masalah

Dengan berdasarkan latar belakang di atas maka didapat rumusan masalah

sebagai berikut :

1. Bagaimana analisa struktur atas Jembatan Tanjung Baru STA 34+116.052 pada

Poyek Jalan Tol Medan – Kualanamu – Tebing Tinggi Seksi 1A?

2. Bagaimana perhitungan stabilitas abutmen dan pilar pada struktur bawah

Jembatan Tanjung Baru STA 34+116.052 pada Poyek Jalan Tol Medan –

Kualanamu – Tebing Tinggi Seksi 1A?

I.3 Tujuan Penelitian

Tujuan pembahasan Tugas Akhir ini adalah:

1. Untuk dapat mengetahui analisa struktur atas Jembatan Tanjung Baru STA

34+116.052 pada Poyek Jalan Tol Medan – Kualanamu – Tebing Tinggi Seksi

1A?

2. Untuk dapat mengetahui besarnya stabilitas abutmen dan pilar pada struktur

bawah Jembatan Tanjung Baru STA 34+116.052 pada Poyek Jalan Tol Medan –

Kualanamu – Tebing Tinggi Seksi 1A?

4

I.4 Manfaat Tugas Akhir

Laporan tugas akhir ini diharapkan memliki manfaat:

1. Bagi mahasiswa atau pembaca untuk memperoleh pengetahuan dan wawasan

baru dalam menganalisa struktur jembatan dengan balok girder prategang

sebagai usaha pengaplikasian dari ilmu sipil yang diperoleh selama perkuliahan;

2. Secara umum memberikan gambaran bagaimana pekerjaan seorang teknik sipil

tentang bagaimana cara menganalisa struktur jembatan prategang;

3. Penulis sendiri untuk menambah pengetahuan dan pengalaman agar mampu

melaksanakan kegiatan yang sama kelak setelah bekerja atau terjun ke lapangan.

I.5 Batasan Masalah

Penulisan Tugas Akhir ini agar dapat terarah dan dilakukan secara efektif perlu

dibuat batasan. Adapun batasan masalah dari penelitian ini sebagi berikut:

1. Analisa Perhitungan struktur bangunan atas yang meliputi Plat lantai kendaraan,

Plat injak, diafragma, tiang sandaran dan balok girder;

2. Perhitungan struktur bangunan bawah yang meliputi abutment dan pilar sampai

besarnya stabilitas guling dan stabilitas geser;

3. Standar yang digunakan pada analisis perhitungan mengacu pada:

- RSNI T-12-2004 : Standar Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan;

- SNI 1725:2016 : Standar Pembebanan Untuk Jembatan;

- SNI 2833:2016 : Standar Pembebanan Gempa;

- BMS (Bridge Management System) 1993.

I.6 Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data

Adapun tahapan atau metode yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah

dimulai dengan penyajian data-data perencanaan dan gambar yang dilanjutkan dengan

menganalisis data dalam bentuk perhitungan. Kemudian hasil analisis akan dibandingan

kembali dengan hasil perencanaan dilapangan.

Berikut merupakan standar prosedur agar terwujudnya Tugas Akhir ini, yaitu

dengan cara:

1. Teknik Pengumpulan Data

a. Mengadakan Studi Pendahuluan;

b. Mengadakan Studi Kepustakaan;

5

c. Melakukan pengumpulan data dari instasi yang terkait tentang Jembatan

Tanjung Baru pada Proyek Jalan Tol Medan – Kualanamu – Tebing Tinggi

Seksi 1A, yaitu JMKT (Jasamarga Kualanamu Tol);

d. Observasi di lokasi proyek.

2. Teknik Pengolahan Data

a. Hasil pengamatan langsung di lapangan;

b. Melakukan diskusi kepada orang yang berkompeten di lokasi proyek dan

dosen pembimbing;

c. Melakukan asistensi atau perbaikan dari bab 1 ke bab 2 dan bab selanjutnya

yang diarahkan oleh dosen pembimbing;

d. Melakukan analisis dan perhitungan dari masalah yang dibahas pada struktur

bawah jembatan Tanjung Baru.

I.7 Sistematika Penulisan

Secara garis besar, sistematik penulisanTugas Akhir yang akan dilakukan ini

terdiri dari lima bab yaitu Pendahuluan, Tinjauan Pustaka, Metode Penelitian, Analisa

dan Perhitungan Struktur, dan Penutup dengan sistematika sebagai berikut:

1) BAB I PENDAHULUAN

Bab ini mengemukakan tentang informasi secara umum dari Tugas Akhir ini

yang berkenaan dengan latar belakang masalah, permasalahan, tujuan, manfaat

Tugas Akhir, batasan-batasan dalam permasalahan, teknik pengumpulan dan

penguoalah data serta sistematika penulisan.

2) BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisi tentang teori-teori serta beberapa definisi dari studi literatur yang

dijadikan sebagai dasar dalam analisis dan pembahasan masalah yang

berhubungan dalam penulisan ini.

3) BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini menjelaskan tentang tahapan kegiatan Tugas Akhir yang dimulai dari

tahapan persiapan, pengumpulan dan pengolahan data, analisis dan perhitungan

struktur serta perumusan kesimpulan dan saran yang akan diberikan.

6

4) BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN STRUKTUR

Bab ini berisikan tentang analisa dan perhitugan struktur dari data yang sudah

diperoleh sesuai dengan permasalahan yang ditentukan

5) BAB VI PENUTUP

Bab ini berisikan kesimpulan dan saran dengan memberikan hasil keluaran

Tugas Akhir yang dapat dijadikan bahan pertimbangan serta saran yang dapat

ditindaklanjuti terhadap hasil keluaran Tugas Akhir ini.

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Umum

Jembatan adalah suatu bangunan yang memungkinkan suatu jalan menyilang

sungai, saluran air, lembah atau menyilang jalan lainnya yang tidak sama tinggi

permukaannya. Secara umum suatu jembatan berfungsi untuk melayani arus lalu lintas

dengan baik, dalam perencanaan dan perancangan jembatan sebaiknya

mempertimbangkan fungsi kebutuhan transportasi, persyaratan teknis dan estetika-

arsitektural yang meliputi : Aspek lalu lintas, Aspek teknis, Aspek estetika.

Jembatan Tanjung Baru adalah jembatan yang dibangun untuk menghubungkan

jalan tol Medan – Kualanamu – Tebing Tinggi untuk menghindari daerah/kawasan yang

selalu menghadapi permasalahan kemacetan lalu lintas, jembatan Tanjung Baru pada

umumnya sama dengan Jembatan lainnya yang terdiri dari dua struktur yaitu struktur atas

dan struktur bawah.

Secara umum konstruksi jembatan dibagai menjadi bagian utama, yaitu:

1. Struktur atas (superstructure);

2. Struktur bawah (substructure).

Struktur atas merupakan bangunan atas jembatan yang berfungsi untuk memikul

beban yang ditimbulkan oleh suatu lintasan seperti orang, kendaraan, berat sendiri dan

beban lainnya yang kemudian disalurkan pada struktur bawah jembatan. Struktur atas

jembatan umumnya terdiri dari trotoar, railing, lapis perkerasan, slab lantai kendaraan,

gelagar, dan balok diafragma. Struktur bawah jembatan berfungsi memikul seluruh beban

struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh tekanan tanah, aliran air dan hanyutan,

gesekan pada tumpuan dsb. Untuk kemudian disalurkan ke pondasi yang selanjutnya

beban tersebut disalurkan oleh pondasi ke tanah dasar.

II.2 Jalan Tol

Jalan tol (freeway) adalah fasilitas jalan raya yang mempunyai dua lajur atau lebih

di setiap arah agar lalu-lintas berlangsung secara eksklusif, dengan pengendalian penuh

atas akses dan egres. Dalam tingkatan jalan raya, jalan tol adalah satu-satunya fasilitas

yang menyediakan arus bebas-hambatan yang sempurna. Menurut Peraturan No.7 tahun

8

2009 Departemen Pekerjaan Umum Dirjen Bina Marga, bagian-bagian jalan tol secara

umum meliputi ruang manfaat jalan, ruang milik jalan dan ruang pengawasan jalan.

1. Ruang Manfaat Jalan (RUMAJA)

Ruang manfaat jalan diperuntukkan bagi median, perkerasan jalan, jalur

pemisah, bahu jalan, saluran tepi jalan, lereng, ambang pengaman, timbunan,

galian, gorong-gorong, perlengkapan jalan dan bangunan pelengkap jalan.

Ruang manfaat jalan bebas hambatan untuk jalan tol harus mempunyai lebar dan

tinggi ruang bebas serta kedalaman sebagai berikut:

a) lebar ruang bebas diukur di antara 2 (dua) garis vertikal batas bahu jalan;

b) tinggi ruang bebas minimal 5 (lima) meter di atas permukaan jalur lalu lintas

tertinggi;

c) kedalaman ruang bebas minimal 1,50 meter di bawah permukaan jalur lalu

lintas terendah.

2. Ruang Milik Jalan (RUMIJA)

Ruang milik jalan diperuntukkan bagian ruang manfaat jalan dan pelebaran jalan

maupun penambahan lajur lalu lintas di kemudian hari serta kebutuhan ruangan

untuk pengamanan jalan tol dan fasilitas jalan tol. Ruang milik jalan bebas

hambatan untuk jalan tol harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

a) lebar dan tinggi ruang bebas ruang milik jalan minimal sama dengan lebar

dan tinggi ruang bebas ruang manfaat jalan;

b) lahan ruang milik jalan harus dipersiapkan untuk dapat menampung minimal

2 x 3 lajur lalu lintas terpisah dengan lebar ruang milik jalan minimal 40 meter

di daerah antarkota dan 30 meter di daerah perkotaan;

c) lahan pada ruang milik jalan diberi patok tanda batas sekurang-kurangnya

satu patok setiap jarak 100 meter dan satu patok pada setiap sudut serta diberi

pagar pengaman untuk setiap sisi;

d) Pada kondisi jalan tol layang, perlu diperhatikan ruang milik jalan di bawah

jalan tol.

3. Ruang Pengawasan Jalan

Ruang pengawasan jalan diperuntukkan bagi pandangan bebas pengemudi dan

pengamanan konstruksi jalan. Batas ruang pengawasan jalan bebas hambatan

untuk jalan tol adalah 40 meter untuk daerah perkotaan dan 75 meter untuk

daerah antarkota, diukur dari as jalan tol. Jalan ditetapkan keberadaannya dalam

9

suatu ruang yang telah didefinisikan di atas. Ruang-ruang tersebut dipersiapakan

untuk menjamin kelancaran dan keselamatan serta kenyamanan pengguna jalan

disamping keutuhan konstruksi jalan. Dimensi ruang yang minimum untuk

menjamin keselamatan pengguna jalan diatur sesuai dengan jenis prasarana dan

fungsinya. Standar ukuran dimensi minimum dari Rumaja, Rumija, dan Ruwasja

jalan bebas hambatan untuk jalan tol dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel II.1 Dimensi Ruang Jalan Bebas Hambatan untuk Jalan Tol

Bagian –

Bagian Jalan

Kompnen

Geometri Dimensi minimum (m)

Jalan Tol

Antar Kota Perkotaan

RUMAJA

Lebar Badan

Jalan 30 22

Tinggi 5 5

Kedalaman 1,5 2,5

Jalan Tol


Layang/

Terowongan

RUMIJA Lebar 40 30 20

Jalan Tol


Layang/

Terowongan

RUWASJA Lebar 75 40 100

Sumber : Peraturan Departemen Pekerjaan Umum No. 7 tahun 2009

Tipikal dari Ruang manfaat jalan pada jalan tol mencakup seluruh fasilitas

yang dibangun pada jalan tol. Bagian-bagian yang mencakup Rumaja antara lain drainase,

lampu penerang jalan, telepon darurat, rel pengaman dan reflektor, patok sta dan rambu.

Sementara itu, wilayah Rumija berada diluar Rumaja dan dibatasi oleh pagar Rumija.

Berikut detail tipikal Rumaja, Rumija dan Ruwasja pada jalan tol.

Pada jalan tol layang pembagian wilayah untuk Rumaja, Rumija dan

Ruwasja diatur dalam peraturan Departemen Pekerjaan Umum. Wilayah Rumaja pada

10

jalan tol layang diantaranya bahu dalam dan luar jalan, lajur lalu lintas, lampu jalan dan

trotoar. Sementara itu wilayah Rumija hanya sebatas pagar/railing dan reflektor.

II.3 Jembatan

Jembatan 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 sebagainya. Namun Pemilihan bentuk dan jenis jembatan sangat

dipengaruhi oleh kondisi dari lokasi jembatan tersebut. Pemilihan lokasi tergantung

medan dari suatu daerah dan tentunya disesuaikan dengan kebutuhan masyarakat di

daerah dengan kata lain bentuk dari konstruksi jembatan harus layak dan ekonomis. Jenis

jembatan sendiri dapat dibedakan berdasarkan fungsi, lokasi, bahan konstruksi dan tipe

strukturnya. Selain menjadi penghubung, jembatan juga dijadikan icon suatu kota.

Klasifikasi tipe struktur jembatan secara umum ada 6 tipe sebagai berikut.

• Jembatan Gelagar

• Jembatan Pelengkung

• Jembatan rangka

• Jembatan Portal

• Jembatan Gantung

• Jembatan Kabel

Gambar II.1 Tipe-tipe Jembatan

Penentuan bentuk struktur jembatan ada di tahap perencanaan.Perencanaan

jembatan harus sesuai peraturan yang berlaku. Berdasarkan perkembangan teknologi saat

ini, peraturan perencanaan yang dapat digunakan perencana adalah peraturan

perencanaan jembatan dari BMS 1993, SNI T-12-2004, SNI 1725:2016, dan SNI

1975:2016. Bagian- bagian utama jembatan adalah sebagai berikut:

1. Fondasi Jembatan berfungsi meneruskan seluruh beban jembatan ke tanah dasar.

Berdasarkan sistemnya, fondasi dibedakan menjadi beberapa macam : fondasi

telapak (spread footing), Fondasi Sumuran (caisson), Fondasi tiang (pile

foundation);

11

2. Struktur Bawah jembatan berfungsi menerima/memikul beban-beban yang

diberikan bangunan atas dan kemudian menyalurkan ke pondasi. Bangunan

bawah terdiri dari pilar, kepala pilar (pier head), tubuh pilar (pier), tumpuan

(bearing);

3. Struktur Atas jembatan berfungsi menampung beban-beban yang ditimbulkan

oleh lalu lintas kemudian menyalurkan ke bangunan bawah. Bangunan atas

terdiri dari pelat, Box Girder, I Girder, T Girder, U Girder,bangunan pengaman

(Railing).

Pada perencanaan konstruksi jembatan diperlukan data-data yang digunakan

sebagai dasar perencanaan. Survey perlu dilaksanakan dengan cermat sehingga akan

diperoleh data yang akurat. Adapun data-data yang diperlukan dalam perencanaan

konstruksi jembatan antara lain :

a. Data tanah setempat dimana jembatan akan dibangun. Hal ini penting untuk

menentukan tipe pondasi yang akan digunakan;

b. Data banjir sungai, guna mengetahui tinggi muka air banjir yang akan digunakan

untuk menentukan lantai jembatan. Sedangkan kecepatan aliransungai dan debit

banjir digunakan sebagai dasar untuk merencanakan konstruksi pilar jembatan;

c. Data tentang kepadatan lalu lintas serta tekanan gandar yang direncanakan akan

melewatinya;

d. Data topografi untuk memperoleh karakteristik topografi daerah perencanaan.

Menurut RSNI T-12-2004, Perencanaan harus berdasarkan pada suatu prosedur

yang memberikan jaminan keamanan pada tingkat yang wajar, berupa kemungkinan yang

dapat diterima untuk mencapai suatu keadaan batas selama umur rencana jembatan.

Perencanaan kekuatan balok, pelat, kolom beton bertulang sebagai komponen struktur

jembatan yang diperhitungkan terhadap lentur, geser, lentur dan aksial, geser dan puntir,

harus didasarkan pada cara Perencanaan berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor

(PBKT). Untuk perencanaan komponen struktur jembatan yang mengutamakan suatu

pembatasan tegangan kerja, seperti untuk perencanaan terhadap lentur dari komponen

struktur beton prategang penuh, atau komponen struktur lain sesuai kebutuhan perilaku

deformasinya, atau sebagai cara perhitungan alternatif, dapat digunakan cara Perencanaan

berdasarkan Batas Layan (PBL). Di samping itu, perencanaan harus memperhatikan

12

faktor integriti komponen-komponen struktur maupun keseluruhan jembatan, dengan

mempertimbangkan faktor-faktor berikut:

1. Kontinuitas dan redundansi;

2. Semua komponen struktur jembatan harus mempunyai ketahanan yang terjamin

terhadap kerusakan dan instabilitas sesuai umur jembatan yang direncanakan;

3. Aspek perlindungan eksternal terhadap kemungkinan adanya beban yang tidak

direncanakan atau beban berlebih.

Gambar II.2 Potongan Memanjang Jembatan Tanjung Baru STA 34+127.351

Sumber : As Bulit Drawing Pembangunan Jalan Tol MKTT Seksi 1A

II.4 Bagian Struktur Jembatan

Struktur jembatan dibedakan menjadi dua bagian, yaitu bagian atas (super

structure) dan bagian bawah (sub – structure). Berikut akan dijelaskan pembagian

masing – masing elemen jembatan.

II.4.1 Struktur Atas (Super Structure)

Struktur atas merupakan bagian dari struktur yang secara langsung menahan

beban lalu lintas untuk selanjutnya disalurkan ke bangunan bawah. Beban yang dimaksud

meliputi berat sendiri, beban mati, beban mati tambahan, beban lalu-lintas kendaraan,

gaya rem, beban pejalan kaki,dll. Struktur over pass prategang umumnya meliputi:

1. Sandaran;

2. Trotoar;

3. Plat lantai jembatan;

4. Plat injak;

5. Balok girder prategang;

6. Diafragma.

13

Gambar II.3 Struktur Bangunan Atas

Sumber : As Bulit Drawing Pembangunan Jalan Tol MKTT Seksi 1A

II.4.2 Struktur Bawah (Sub Structure)

Struktur bawah berfungsi memikul seluruh beban pada bangunan atas dan beban

lain yang ditimbilkan oleh tekanan tanah, aliran air, tumbukan, gesekan pada tumpuan,

dan sebagainya serta pada bangunan bawahnya sendiri untuk disalurkan ke pondasi. Yang

selanjutnya beban-beban tersebut oleh pondasi disalurkan ke tanah. Bagian dari struktur

bawah over pass adalah sebagai berikut:

1. Pangkal jembatan (Abutment)

Abutment merupakan struktur penahan tanah yang mendukung bangunan atas

pada bagian ujung-ujung suatu jembatan. Abutment berfungsi juga sebagai

penahan tanah. Bagian-bagian Abutment yaitu:

• Dinding belakang (Back wall);

• Dinding penahan (Breast wall);

• Dinding sayap (Wing wall);

• Oprit, plat injak (Approach slab);

• Konsol pendek untuk jacking (Corbel);

• Tumpuan (Bearing).

2. Pilar jembatan (Pier)

Pilar merupakan struktur yang mendukung bangunan atas pada pertengahan

antara dua Abutment. Pilar digunakan jika bentang jembatan terlalu panjang.

Seperti halnya Abutment, pilar juga dapat didesain dalam berbagai ukuran dan

bentuk. Desain pilar perlu memperhatikan aspek estetika karena sangat

14

mempengaruhi keindahan tampak jembatan. Selain bangunan Abutment dan

pilar jembatan juga memiliki bangunan pelengkap, seperti:

• Kepala pilar (Pier Head);

• Pilar (Pier), yang berupa dinding, kolom, atau portal;

• Konsol pendek untuk jacking (Corbel);

• Tumpuan (Bearing).

3. Pondasi

Pondasi adalah bagian terendah dari bangunan yang meneruskan beban

bangunan ke tanah atau batuan yang berada di bawahnya yang mampu menahan

seluruh beban konstruksi. Pondasi dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu:

• Pondasi dangkal, seperti : pondasi telapak, pondasi memanjang dan pondasi

rakit;

• Pondasi dalam, seperti : tiang pancang (beton, kayu, baja, dan komposit),

sumuran.

II.5 Struktur Jembatan Prategang

Struktur jembatan prategang (Prestressed Bridge Structure) merupakan salah

satu jenis jembatan dengan kosntruksi beton pratekan yaitu beton dengan berisi kabel baja

dengan tujuan untuk memberikan tengan awal berupa tegangan tarik terhadap beton

akibat sifat beton yang tidak mampu menahan gaya tarik khususnya pada struktur dengan

bentang yang besar. Material yang digunakan yaitu beton dan kabel. Kabel yang dimaksud

terdiri dari kabel (wire, strand, bar), selongsong, dan angkur (angkur hidup dan angkur

mati).

II.5.1 Beton Prategang

Beton prategang adalah beton yang mengkombinasikan secara aktif antara beton

berkekuatan tinggi dan baja mutu tinggi. Hal ini dicapai dengan cara menarik baja (tendon)

dan menahannya ke beton, jadi membuat beton dalam keadaan tertekan, sehingga akan

dihasilkan regangan dan tegangan yang dikehendaki dengan maksud untuk mereduksi

atau menghilangkan retak-retak pada beton. Beton prategang ini menghasilkan mutu yang

lebih tinggi daripada beton bertulang. Terdapat dua macam cara pelaksanaan pemberian

15

prategangan pada beton prategang yaitu sistem pratarik (pretension) dan pascatarik

(posttension).

Keuntungan dari beton prategang merupakan komponen struktur prategang

mempunyai tinggi lebih kecil dibanding beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban

yang sama. Pada umumya tinggi komponen struktur beton prategang berkisar antara 65

sampai 80 persen dari tinggi struktur komponen beton bertulang (Edward. G. Nawy,

2001:4)

II.5.2 Prinsip Dasar Beton Prategang

Beton pratekan dapat didefinisikan sebagai beton yang diberikan tegangan tekan

internal sedemikian rupa sehingga dapat meng-eliminir tegangan tarik yang terjadi akibat

beban ekternal sampai suatu batas tertentu. Ada 3 (tiga) konsep yang dapat di pergunakan

untuk menjelaskan dan menganalisa sifat-sifat dasar dari beton pratekan atau prategang.

Salah satu konsepnya adalah Sistem Pratekan untuk Mengubah Beton yang Getas

Menjadi Bahan yang Elastis.

Dalam buku Ir. Soetoyo Konstruksi Beton Pratekan menggambarkan dengan

memberikan tekanan terlebih dahulu (pratekan) pada bahan beton yang pada dasarnya

getas akan menjadi bahan yang elastis. Dengan memberikan tekanan (dengan menarik

baja mutu tinggi), beton yang bersifat getas dan kuat memikul tekanan. akibatnya tekanan

internal ini dapat memikul tegangan tarik akibat beban eksternal. Hal ini dapat dijelaskan

dengan gambar II.4 (a) dan (b) dibawah ini :

Gambar II.4 (a) Penampang Balok ; (b) Distribusi Tegangan Serat Pada Balok

Persegi Panjang

Sumber : Ir. Soetoyo, Konstruksi Beton Pratekan

16

Akibat diberi gaya prategang F yang bekerja pada pusat berat penampang beton

akan memberikan tegangan tekan yang merata diseluruh penampang beton sebesar F/A,

dimana A = b x h ( luas penampang beton tersebut).

Akibat beban merata (termasuk berat sendiri beton) akan memberikan tegangan

tarik dibawah garis netral dan tegangan tekan diatas garis netral yang besarnya pada serat

terluar penampang adalah:

Tegangan Lentur:

F = (M x C)/I

Dimana:

M = momen lentur pada penampang yang ditinjau

C = jarak garis netral ke serat terluar penampang (h/2)

I = momen inersia penampang ( 1/12 bh3)

Kalau kedua tegangan akibat gaya prategang dan tegangan akibat momen lentur

ini dijumlahkan, maka tegangan maksimum pada serat terluar penampang adalah:

Tegangan di serat atas:

𝑓𝑡 = − 𝐹

𝐴−

𝑀 x 𝐶

𝐼

Tegangan di serat bawah:

𝑓𝑏 = − 𝐹

𝐴+

𝑀 x 𝐶

𝐼

II.5.3 Metode Penegangan Beton Prategang

Berdasarkan konsepnya, beton diberikan gaya pratekan berbentuk tendon atau

kabel baja. Pemberian gaya pratekan pada beton ini terdiri dari 2 cara, yaitu:

1. Pratarik (Pre-Tension)

Pratarik adalah suatu sistem pemberian tegangan tekan pada elemen beton

dengan menegangkan kabel prategang terlebih dahulu (biasanya menggunakan

hydraulic – jack) melalui struktur Abutment untuk menahan kabel tersebut

setelah beton dicor dan cukup keras tegangan ditransfer perlahan. Untuk gambar

contoh bentuk pratarik disajikan pada gambar berikut:

17

Gambar II.5 Metode Pratarik

Sumber : Ir. Soetoyo, Konstruksi Beton Pratekan hal:6

2. Pasca-tarik (Post-Tensioning)

Pasca-tarik adlaah suatu sistem pemberian tegangan tekan pada elemen

beton dengan cara kabel baja ditegangkan pada saat beton telah cukup keras

kemudian tegangan ditransferkan pada elemen beton tersebut melalui system

angkur. Untuk gambar contoh pasca tarik disajikan pada gambar dibawah ini :

Gambar II.6 Metode Pasca – Tarik

Sumber : Ir. Soetoyo, Konstruksi Beton Pratekan hal: 7

18

II.5.4 Baja Prategang

Didalam praktek baja prategang tendon yang dipergunakan ada 3 jenis, yaitu:

kawat tunggal (wire), kawat batangan (bar), dan untaian kawat (strand). Untaian kawat

ini biasanya dipergunakan dalam beton pra-tegang dengan sistem pasca tarik (post

tension). Jenis baja tendon disajikan pada gambar II.7 dan jenis tulangan prategang

berdasarkan ASTM A416M : 2012 disajikan pada tabel II.2.

Gambar II.7 Jenis Baja Tendon

Sumber : Ir. Soetoyo, Konstruksi Beton Pratekan

Tabel II.2 Jenis Tulangan Prategang

Grade

Diameter

Nominal

(mm)

Kekuatan

putus (kN)

Luas

Nominal

Strand

(mm2)

Beban

Minimum

pada

Pemuaian 1%

(kN)

7.90 64.50 37.40 58.10

250 9.50 89.00 51.60 80.10

11.10 120.10 69.70 108.09 (1725)

12.70 160.10 92.90 144.09

15.20 140.20 139.40 216.18

9.53 102.30 54.80 92.10

270 11.11 137.90 72.40 124.10

12.70 183.70 98.70 165.30 (1860)

15.25 260.70 140.00 234.60

17.78 353.20 189.70 318.00

Sumber: ASTM A416M : 2012

Jenis-jenis lain tendon yang sering digunakan untuk beton prategang pada sitem

pre-tension adalah seven-wire strand dan single-wire. Untuk seven-wire ini, satu bendel

kawat terdiri dari 7 buah kawat, sedangkan single wire terdiri dari kawat tunggal.

19

Sedangkan untuk beton prategang dengan sistem post-tension sering digunakan tendon

monostrand, batang tunggal, multi-wire dan multi-strand. Untuk jenis post-tension

method ini tendon dapat bersifat bonded (dimana saluran kabel diisi dengan material

grouting) dan unbonded saluran kabel diisi dengan minyak gemuk atau grease. Tujuan

utama dari grouting ini adalah untuk :

1. Melindungi tendon dari korosi;

2. Mengembangkan lekatan antara baja prategang dan beton sekitarnya.

Material grouting ini biasanya terdiri dari campuran semen dan air dengan w/c

ratio 0,5 dan admixe (water reducing dan expansive agent) Common Types from CPCI

Metric Design Manual Cabel pratekan yang berupa strand atau untaian kawat ASTM A

416 “Uncoated seven wire stress relieved strand ’’ ini ada 2 macan grade, yaitu:

1. Grade 250

Tegangan tarik batas minimumnya fpu = 250.000 psi (17.250 kg/cm2 )

2. Grade 270

Tegangan tarik batas minimumnya fpu = 270.000 psi (18.600 kg/cm2 )

II.6 Analisis Perhitungan Struktur Atas

Analisis perhitungan struktur atas terdiri dari perhitungan plat lantai, plat injak,

parapet dan balok girder

II.6.1 Plat Lantai

Analisis perhitungan plat lantai terdiri dari analisis pembebanan dan momen

pada pelat lantai yang terjadi akibat berat sendiri, beban mati tambahan, beban truk, beban

angin, dan pengaruh temperatur.

II.6.1.1 Pembebanan Plat Lantai

1. Berat Sendiri (MS)

Berat sendiri adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemen

struktural, dan ditambah dengan elemen non struktural yang dipikulnya dan bersifat tetap.

Berat sendiri dihitung berdasarkan berat satuan. Berat satuan tersebut disajikan pada tabel

II.3 di halaman berikut.

20

Tabel II.3 Berat Jenis Bahan

No. Bahan Berat isi

(kN/m3)

Kerapatan

Massa (kg/m3)

1 Lapisan permukaan beraspal

(bituminous wearing surfaces) 22,0 2245

2 Besi tuang (cast iron) 71,0 7240

3 Timbunan tanah dipadatkan

(compacted sand, silt, or clay) 17,2

1755

4 Kerikil dipadatkan (rolled gravel,

macadam, or ballast) 18,8-22,7 1920-2315

5 Beton aspal (asphalt concrete) 22,0 2245

6 Beton ringan (low density) 12,25-19,6 1250-2000

7 Beton fc’ < 35 MPa 22,0-25,0 2320

35 < fc’ < 105 MPa 22 + 0,022 fc’ 2240 + 2,29 fc’

8 Baja (steel) 78,5 7850

9 Kayu (ringan) 7,8 800

10 Kayu keras (hard wood) 11,0 1125

Sumber: SNI 1725:2016 hal 13

Berikut merupakan tabel faktor beban untuk berat sendiri yang nantinya akan

digunakan pada kombinasi pembebanan tabel II.9

Tabel II.4 Faktor Beban Untuk Berat Sendiri

Tipe

beban

Faktor Beban (𝜸𝑴𝑺)

Keadaan batas layan (𝜸𝑺𝑴𝑺) Keadaan batas ultimate (𝜸𝑼𝑴𝑺)

Bahan Biasa Terkurangi

Tetap

Baja 1,00 1,1 0,9

Aluminium 1,00 1,1 0,9

Beton Pracetak 1,00 1,2 0,85

Beton cor ditempat 1,00 1,3 0,75

Kayu 1,00 1,4 0,70


Rumus yang digunakan untuk menghitung berat sendiri plat lantai adalah:

QMS = b x h x Wc

Dimana :

QMS = berat sendiri plat lantai (kN/m)

21

b = lebar plat lantai yang ditinjau (m)

h = tebal plat lantai (m)

Wc = berat jenis beton (kN/m3)

2. Beban Mati Tambahan (MA)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu beban

pada jembatan yang merupakan elemen non struktural, dan besarnya dapat berubah

selama umur jembatan. Beban mati tambahan berupa lapisan aspal (overlay) + beban air

hujan.

Rumus yang digunakan untuk menghitung beban mati tambahan sama seperti

menghitung berat sendiri, yaitu:

QMA = b x h x Wc

Dimana :

QMA = beban mati tambahan plat lantai (kN/m)

b = lebar plat lantai yang ditinjau (m)

h = tebal plat lantai (m)

Wc = berat jenis beton (kN/m3)

Tabel II.5 Faktor Beban untuk Beban Mati Tambahan

Tipe Beban Faktor beban (𝜸𝑴𝑨)

Keadaan batas layan (𝜸𝑺𝑴𝑨) Keadaan batas ultimit (𝜸𝑺𝑴𝑨)

Keadaan Biasa Terkurangi

Tetap Umum 1,00(1)

2,00 0,70

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

Catatan(1): Faktor beban layan sebesar 1,30 digunakan untuk berat utilitas


3. Beban Truk “T”

Beban hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh Truk (beban T)

yang besarnya (T=112,5 kN) dan nilai Faktor Beban Dinamis untuk pembebanan truk

diambil, 30%, harga FBD yang dihitung digunakan pada seluruh bagian bangunan yang

berada diatas permukaan tanah.

22

PTT = (1 + FBD) x T

Dimana:

PTT = beban truk (kN)

FBD = faktor beban dinamis (%)

T = beban roda gandar oleh truk (kN)

Tabel II.6 Faktor Akibat Pembebanan Truk “T”

Tipe

Beban

Jembatan

Faktor beban (𝜸TD)

Keadaan batas

layan (𝜸𝑺TT)

Keadaan batas

ultimate(𝜸UTT)

Transien Beton 1,00 1,80

Boks girder baja 1,00 2,00


Gambar II.8 Pembebanan Truk “T” (500 KN)

Sumber : SNI 1725:2016 hal 41

4. Beban Angin (EW)

Jembatan harus direncanakan memikul gaya akibat tekanan angin pada

kendaraan, dimana tekanan tersebut harus diasumsikan sebagai tekanan menerus sebesar

1,46 N/mm, tegak lurus dan bekerja1800 mm du atas permukaan jalan. Seperti pada

gambar II.9 di halaman berikut.

23

Gambar II.9 Beban Garis Mendatar pada Bidang Samping Kendaraan

Sumber : [C]2008:MNI-CE Perhitungan Balok Prategang

Jika beban yang bekerja tidak tegak lurus struktur, maka komponen yang bekerja

untuk berbagai sudut serang dapat diambil seperti yang di tentukan dalam tabel II.7

dimana arah sudut serang ditentukan tegak lurus terhadap arah permukaan kendaraan.

Tabel II.7 Komponen Beban Angin yang Bekerja pada Kendaraan

Sudut Komponen

Tegak Lurus

Komponen

Sejajar

Derajat N/mm N/mm

0 1,46 0,00

15 1,28 0,18

30 1,20 0,35

45 0,96 0,47

60 0,5 0,55


5. Pengaruh Temperatur

Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul

akibat pengaruh temperature, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari

selisih antara temperatur maksimum dan temperatur minimum rata-rata pada lantai

kendaraan.

ΔT = (Tmax-Tmin)/2

Dimana:

ΔT = selisih temperatur (oC)

Tmax = temperatur rata-rata maksimum (oC)

Tmin = temperatur rata-rata minimum (oC)

24

Tabel II.8 Temperatur Jembatan Rata – Rata Nominal

Tipe Bangunan Atas Tipe Bangunan

Atas

Temperatur

Jembatan Rata-rata

Maksimum

Lantai beton di atas gelagar

atau boks beton 15° C 40° C

Lantai beton di atas gelagar,

boks atau rangka baja 15° C 40° C

Lantai pelat baja di atas

gelagar, boks, atau rangka

baja

15° C

45° C


CATATAN 1 Temperatur jembatan rata-rata minimum bisa dikurangi 5°C

untuk lokasi yang terletak ada ketinggian lebih besar dari 500 m diatas

permukaan laut.

II.6.1.2 Momen Pada Plat Lantai Kendaraan

Adapun momen yang terjadi pada plat lantai kendaraan sebagai berikut:

1. Akibat Berat Sendiri

2. Akibat Beban Mati Tambahan

3. Akibat Beban Truk (T)

4. Akibat Beban Angin (PEW)

5. Akibat Temperatur

II.6.1.3 Kombinasi Beban

Menurut SNI 1725:2016, faktor beban untuk setiap pembebanan dan kombinasi

pembebanan harus diambil seperti yang ditentukan pada Tabel II.9 setiap kombinasi

pembebanan bertujuan untuk memperhitungkan gaya-gaya yang timbul akibat kondisi

tertentu, kombinasi pembebanan beserta penjelasan kondisinya adalah sebagai berikut.

Kuat I : Kombinasi pembebanan yang memperhitungkan gaya-gaya yang timbul

pada jembatan dalam keadaan normal tanpa memperhitungkan beban

angin. Pada keadaan batas ini, semua gaya nominal yang terjadi dikalikan

dengan faktor beban yang sesuai.

25

Kuat II : Kombinasi pembebanan yang berkaitan dengan penggunaan jembatan

untuk memikul beban kendaraan khusus yang ditentukan pemilik tanpa

memperhitungkan beban angin.

Kuat III : Kombinasi pembebanan dengan jembatan dikenai beban angin

berkecepatan 90 km/jam hingga 126 km/jam.

Kuat IV : Kombinasi pembebanan untuk memperhitungkan kemungkinan adanya

rasio beban mati dengan beban hidup yang besar.

Kuat V : Kombinasi pembebanan berkaitan dengan operasional normal

jembatan dengan memperhitungkan beban angin berkecepatan 90 km/jam

hingga 126 km/jam.

Ekstrem I : Kombinasi pembebanan gempa. Faktor beban hidup ɣEQ yang

memperhitungkan bekerjanya beban hidup pada saat gempa berlangsung

harus ditentukan berdasarkan kepentingan jembatan

Ekstrem II : Kombinasi pembebanan yang meninjau kombinasi antara beban hidup

terkurangi dengan beban yang timbul akibat tumbukan kapal, tumbukan

kendaraan, banjir, atau beban hidrolika lainnya, kecuali untuk kasus

pembebanan akibat tumbukan kendaraan (TC). Kasus pembebanan akibat

banjir tidak boleh dikombinasikan dengan beban akibat tumbukan kendaraan

dan tumbukan kapal.

Layan I : Kombinasi pembebanan yang berkaitan dengan operasional jembatan

dengan semua beban mempunyai nilai nominal serta memeperhitungkan

adanya beban angin berkecepatan 90 km/jam hingga 126 km/jam.

Kombinasi ini juga digunakan untuk mengontrol lendutan pada gorong-gorong

baja, pelat pelapis terowongan, pipa termoplastik serta untuk mengontrol

lebar retak struktur beton bertulang; dan juga untuk analisis tegangan tarik

pada penampang melintang jembatan beton segmental. Kombinasi

pembebanan ini juga harus digunakan untuk investigasi stabilitas lereng.

Layan II : Kombinasi pembebanan yang ditujukan untuk mencegah terjadinya pelelehan

pada struktur baja dan selip pada sambungan akibat beban kendaraan.

26

Layan III : Kombinasi pembebanan untuk menghitung tegangan tarik pada arah

memanjang jembatan beton pratekan dengan tujuan untuk mengontrol

besarnya retak dan tegangan utama tarik pada bagian badan dari jembatan

beton segmental.

Layan IV : Kombinasi pembebanan untuk menghitung tegangan tarik pada kolom

beton pratekan dengan tujuan untuk mengontrol besarnya retak.

Fatik : Kombinasi pembebanan fatik dan fraktur sehubungan dengan umur fatik

akibat induksi beban yang waktunya tak terbatas.

Tabel II.9 berikut akan menunjukkan factor serta kombinasi beban yang akan

digunakan pada analisis Struktur Atas Jembatan Tantung Baru STA 34+127.351 Medan

– Kulanamu – Tebing Tinggi.

27

Tabel II.9 Kombinasi Beban Umum untuk Keadaan Layanan dan Ultimit

Sumber : SNI 1725:2016

Catatan : - γp dapat berupa γMS, γMA, γTA, γPR, γPL, γSH tergantung beban yang ditinjau

- γEQ adalah faktor beban hidup kondisi gempa

Keadaan Batas

MS

MA

TA

PR

PL

SH

TT

TD

TB

TR

TP

EU

EWs

EWL

BF

EUn

TG

ES

Gunakan salah satu

EQ

TC

TV

Kuat I γp 1,8 1,0 - - 1,0 0,5/1,2 γTG γES - - -

Kuat II γp 1,4 1,0 - - 1,0 0,5/1,2 γTG γES - - -

Kuat III γp - 1,0 1,4 - 1,0 0,5/1,2 γTG γES - - -

Kuat IV γp - 1,0 - - 1,0 0,5/1,2 - - - - -

Kuat V γp - 1,0 0,4 1,0 1,0 0,5/1,2 γTG γES - - -

Ekstrem I γp γEQ 1,0 - - 1,0 - - - 1,0 - -

Ekstrem II 1,0 0,50 1,0 - - 1,0 - - - - 1,0 1,0

Daya Layan I 1,0 1,0 1,0 0,3 1,0 1,0 1,0/1,2 γTG γES - - -

Daya Layan II 1,0 1,3 1,0 - - 1,0 1,0/1,2 - - - - -

Daya Layan III 1,0 0,8 1,0 - - 1,0 1,0/1,2 γTG γES - - -

Daya Layan IV 1,0 - 1,0 0,7 - 1,0 1,0/1,2 - 1,0 - - -

Fatik (TD dan TR) - 0,75 - - - - - - - - - -

28

II.6.1.4 Pembesian Plat Lantai

Adapun tahapan yang harus dilakukan untuk pembesian plat lantai adalah

sebagai berikut:

1. Menentukan momen yang terbesar dari kombinasi momen yang akan digunakan

untuk perhitungan tulangan;

2. Faktor bentuk distribusi tegangan beton

𝜌𝑏 = 𝛽1 𝑥 0,85 𝑥 𝑓′𝑐

𝑓𝑦 𝑥

600

600 𝑓𝑦

𝜌𝑚𝑎𝑘𝑠 = 0,75 𝜌𝑏

Rmaks = 𝜌𝑚𝑎𝑘𝑠 x fy (1 − 1

2 𝑥 𝜌𝑚𝑎𝑘𝑠 𝑥 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓𝑐′ )

3. Tebal efektif slab beton

d = h – d’

4. Hitung momen nominal

Mn = 𝑀𝑛

Φ

, Nilai 𝚽 untuk lentur = 0,8

5. Faktor tahanan momen

Rn = 𝑀𝑛

b 𝑑2 , harus dipengaruhi syarat, Rn < Rmax

6. Rasio tulangan yang diperlukan

𝜌 = 0,85 𝑓′𝑐

𝑓𝑦 (1 − √(1 −

2 𝑅𝑛

0,85 𝑓𝑐′))

7. Rasio tulangan minimum

𝜌𝑚𝑖𝑛 = 25% x 1,4

fy

8. Luas tulangan minimum

A = 𝜌 . b . d

9. Jarak antara tulangan

S =

1

4 𝑥 𝜋 𝑥 𝑑𝑡 𝑥 𝑏

𝐴𝑠

10. Tulagan bagi pada arah memanjang

Abg = 50% . As

29

II.6.1.5 Analisis Tegangan Geser Pons

Tegangan geser pons adalah tegangan yang terjadi akibat adanya beban truk pada

roda yang dipikul oleh lantai jembatan (lapis perkerasan).Bagian roda truk yang

bersentuhan dengan lapis perkerasan disebut bidang geser. Besar nilai beban ultimit roda

truk pada slab tidak boleh lebih besar dari nilai gaya geser pons nominal dikalikan dengan

faktor reduksi kekuatan geser, untuk mencegah keretakan yang dapat terjadi pada slab

lantai jembatan (lapis perkerasan). Untuk gambar bidang geser pons pada lantai dapat

dilihat pada gambar II.10 berikut:

Gambar II.10 Bidang Geser Pons pada Lantai

Sumber : RSNI T – 02 -2005 Pembebanan Jembatan

Berikut tahapan perhitungan kontrol tegangan geser pons:

1. Bidang geser pons

u = a + 2 ta + h

v = b + 2 ta + h

2. Luas bidang geser

Av = 2(u + h ) x d

3. Gaya geser pons nominal

Pn = (Av x 1

6 x √𝑓𝑐′ )

4. Beban ultimit roda truk pada slab

Pu = KTT x PTT (syarat, Pu < ΦPn aman)

30

II.6.2 Balok Prategang (I Girder)

Girder adalah sebuah balok diantara dua penyangga dapat berupa pier ataupun

Abutment pada suatu jembatan. Adapun tahapan menghitung balok prategang adalah

sebagai berikut:


Adapun berat sendiri pada over pass disajikan pada gambar II.11 di bawah ini

Gambar II.11 Berat Sendiri pada Balok Prategang (I girder)


Menghitung berat sendiri pada balok prategang (I girder)

QMS = A x W

Dimana : QMS = Berat sendiri balok prategang (kN/m)

A = Luas Penampang (m2)

W = Berat Jenis (kN/m3)

Gaya geser pada balok prategang yang sesuai dengan gambar II.11 dapat

diperoleh dengan rumus:

VMS = ½ x QMS x L

Dimana : VMS = Gaya geser (kN)

QMS = Berat sendiri balok prategang (kN/m)

L = Panjang Bentang (m)

Gaya momen pada balok prategang yang sesuai dengan gambar II.11 dapat


MMS = 1/8 x QMS x L2

Dimana : MMS = Gaya momen (kNm)

QMS = Berat sendiri balok prategang (kN/m)


31


Beban mati tambahan pada balok berupa beban lapisan aspal + beban air hujan

Menghitung beban mati tambahan pada balok prategang (I girder)

QMA = A x W

Dimana : QMA = Beban mati tambahan (kN/m)

A = Luas Penampang (m2)

W = Berat Jenis (kN/m3)

Gaya geser pada balok prategang yang sesuai dengan gambar II.11 dapat


VMS = ½ x QMA x L

Dimana : VMA = Gaya geser (kN)

QMA = Beban mati tambahan (kN/m)


Gaya momen pada balok prategang yang sesuai dengan gambar II.11 dapat


MMS = 1/8 x QMA x L2

Dimana : MMA = Gaya momen (kNm)

QMA = Beban mati tambahan (kN/m)


3. Beban Lajur “D” (TD)

Beban lajur “D” terdiri dari Beban Terbagi Rata (BTR) dan Beban Garis

Terpusat (BGT). BTR mempunyai intensitas q (kPa) yang besarnya tergantung

pada panjang total L yang dibebani pada gambar II.12 dan dinyatakan dengan

rumus sebagai berikut:

32

Gambar II.12 Beban Lajur “D”

Sumber : SNI 1725:2016 halaman 39

L < 30 m : q = 9,0 kPa

L > 30 m : q = 9,0 [ 0.5 + 15 / L ] kPa

Berikut merupakan faktor beban untuk beban lajur yang nantinya akan

digunakan kombinasi pembebanan pada tabel II.9 halaman 27.

Tabel II.10 Faktor Beban untuk Beban Lajur “D”

Tipe

Beban

Jembatan

Faktor beban (𝜸TD)

Keadaan batas

layan (𝜸𝑺TD)

Keadaan batas

ultimate (𝜸UTD)

Transien Beton 1,00 1,80

Boks girder baja 1,00 2,00

Sumber : SNI 1725:2016 halaman 39

Faktor beban dinamis untuk KEL diambil sebagai berikut:

KEL mempunyai intensitas p = 49 kPa

DLA = 0,4 untuk L ≤ 50m

DLA = 0,4 – 0,0025 x (L-50) untuk 50 < L < 90 m

DLA = 0,3 untuk L ≥ 90m

Untuk bentang menerus, digunakan panjang bentang ekuivalen yang dinyatakan

dengan rumus:

LE = √(Lav ∗ Lmax)

Dimana : LAV = Panjang bentang rata – rata

LMax= Panjang bentang maksimum

Gambar II.13 Gambar Beban Lajur (TD)


33

4. Gaya Rem (TB)

Bekerjanya gaya-gaya di arah memanjang jembatan akibat gaya rem dan traksi

harus ditinjau berlaku untuk kedua jurusan lalulintas. Pengaruh ini

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

dianggap ada pada semua jalur lalu lintas. Gaya rem tersebut dianggap bekerja

horizontal dalam arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,8 m diatas

permukaan lantai kendaraan.

5. Beban Angin (EW)


kendaraan, dimana tekanan tersebut harus diasumsikan sebagai tekanan menerus

sebesar 1,46 N/mm, tegak lurus dan bekerja 1800 mm di atas permukaan jalan.

Seperti pada gambar II.14 di bawah ini.

Gambar II.14 Gambar Beban Angin Pada Balok Prategang


6. Beban Gempa (EQ)

Jembatan harus direncanakan agar memiliki kemungkinan kecil untuk runtuh

namun diperbolehkan mengalami kerusakan yang signifikan dan gangguan

terhadap pelayanan akibat gempa. Beban gempa diambil sebagai gaya horizontal

yang ditentukan berdasarkan perkalian antara koefisien respon elastik (Csm)

dengan berat struktur ekivalen yang kemudian dimodifikasi dengan faktor

modifikasi respon (Rd) dengan formulasi Beban rencana gempa minimum

diperoleh dari rumus berikut:

𝐸𝑄 = 𝐶𝑠𝑚

𝑅𝑑 𝑊𝑡

Keterangan :

EQ = gaya gempa horizontal statis (kN);

h/2

34

Csm = koefisien respons gempa elastis;

Rd = faktor modifikasi respon;

Wt = berat total struktur terdiri dari beban mati dan beban hidup yang sesuai

(kN).

Koefisien respons elastik Csm diperoleh dari peta percepatan batuan dasar

dan spektra percepatan sesuai dengan daerah gempa dan periode ulang gempa

rencana. Perhitungan pengaruh gempa terhadap jembatan termasuk beban

gempa, cara analisis, peta gempa, dan detil struktur mengacu pada SNI

2883:2008.

Pada perancangan komponen jembatan, beban gempa yang diterapkan

adalah beban gempa vertikal yang diambil nilai terbesar dari dua persamaan

berikut :

PEQ = 0,10 Wt

PEQ = kv Wt, dengan kv < 1,00

PEQ = beban gempa vertikal;

kv = koefisien gempa vertikal;

Koefisien gempa vertikal adalah sebesar 50% dari koefisien gempa horisontal

(kh).

II.6.3 Gaya Prategang, Eksentrisitas, dan Jumlah Tendon

Gaya prategang adalah gaya tekan yang memberikan prategang pada penampang

di sepanjang bentang suatu elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban

hidup transversal atau beban hidup horizontal transien. Gaya prategang ini berupa tendon

yang diberikan tegangan awal sebelum memikul beban kerjanya, yang berfungsi

mengurangi atau menghilangkan tegangan tarik pada saat beton mengalami beban kerja,

mengantikan tulangan tarik pada struktur beton bertulang biasa.

II.6.3.1 Kondisi Awal (Saat Transfer)

Tahap transfer adalah tahap pada saat beton sudah mulai mengering dan

dilakukan penarikan kabel prategang . Simulasi tahap transfer disajikan pada gambar

II.15 di halaman berikut.

35

Gambar II.15 Tahap Saat Transfer (Kondisi Awal)


Untuk menentukan gaya prategang pada kondisi awal, perlu diperhitungkan:

Tegangan di serat atas :

0 = − 𝑃𝑡

𝐴+ 𝑃𝑡 x

𝑒𝑠

𝑊𝑎+

𝑀𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘

𝑊𝑎 …………………………………………………(1)

Tegangan di serat bawah :

0,6 x f ′ci = − 𝑃𝑡

𝐴+ 𝑃𝑡 x

𝑒𝑠

𝑊𝑎+

𝑀𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘

𝑊𝑎 ………………………………………..………(2)

Besar gaya prategang awal :

• Dari Persamaan 1 :

𝑃𝑡 = 𝑀𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘

(𝑒𝑠 − 𝑊𝑎

𝐴 )

• Dari Persamaan 2 :

𝑃𝑡 = [0,6 x f ′ci x Wb + 𝑀𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘]

(𝑒𝑠 − 𝑊𝑏

𝐴 )

II.6.3.2 Kondisi Akhir

Kondisi akhir adalah kondisi pada saat beton pratekan digunakan sebagai

komponen struktur. Untuk mencari gaya prategang saat jacking digunakan dua persamaan

berikut ini:

Gaya prategang saat jacking

𝑃𝑗 = 𝑃𝑡

0,85 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . … … … . (1)

𝑃𝑗 = 0,80 x 𝑃𝑏1x 𝑛𝑡 …………………………………………...………………………(2)

36

Dari persamaan (1) dan (2) diperoleh jumlah tendon yang diperlukan :

nt = 𝑝𝑡

(0,85 x 0,80 x 𝑃𝑏1

Jumlah kawat untaian (strands cable) yang digunakan:

ns = 𝑝𝑡

(0,85 x 0,80 x 𝑃𝑏𝑠

Persentase tegangan leleh yang timbul pada baja (% force jacking) :

P𝑜 = 𝑝𝑡

(0,85 x ns x 𝑃𝑏𝑠

II.6.3.3 Posisi Tendon

Posisi tendon akan berbeda ditumpuan dan ditengah bentang. Pada tengah

bentang kecenderungan posisi tendon berada dibawah garis eksentrisitas balok. Hal ini

dilakukan untuk mendapatkan gaya tekan ke atas. Untuk menentukan posisi tendon dicari

sebagai berikut:

1. Posisi Tendon di Tengah Bentang Momen statis tendon terhadap alas

𝑛𝒔 x 𝑍0 = 𝑛1 x a + 𝑛2 (𝑎 + yd)

𝑦𝑑 = 𝑛𝑠 x (Zo − a)

𝑛2

2. Posisi Tendon di Tumpuan

Σni x yd’ = ns x ye

𝑦𝑒

𝑦𝑑′=

(Σni x yd

𝑦𝑑′ )

𝑛𝑠

𝑦𝑒 = 𝑦𝑏 − 𝑎′

𝑦′𝑑 = 𝑦𝑒

[𝑦𝑒

𝑦𝑑′]

Posisi tendon di tengah bentang dan di tumpuan dapat dilihat pada gambar II.16

di halaman berikut.

37

Gambar II.16 Posisi Tendon di Tengah Bentang dan Tumpuan


II.6.3.4 Lintasan Inti Tendon

Berikut merupakan gambar lintasan isi tendon dengan eksentrisitasnya tersaji

pada gambar II.17 di bawah ini.

Gambar II.17 Lintasan Isi Tendon


Persamaan lintasan tendon adalah sebagai berikut:

Y = 4 x f x X

𝐿2x ( L − X)

Untuk mencari sudut angkur dipakai persamaan lintasan tendon berikut:

4 x fix X Y =

L2x (L − X)

38

𝑑𝑦

𝑑𝑥=

4 x fi x (L − 2x)

𝐿2

Maka untuk x = 0 (posisi angkur di tumpuan):

𝑑𝑦

𝑑𝑥=

4 x fi

𝐿

Sehingga persamaaan sudut angkur:

𝛼 = arc Tan (𝑑𝑦

𝑑𝑥

)

Rumus yang digunakan untuk posisi masing – masing kabel:

𝑍𝑖 = 𝑍𝑖′ = 4 x fi x X

𝐿2 x (L x X)

II.6.4 Kehilangan Gaya Prategang

II.6.4.1 Kehilangan Langsung (Immediately Loss)

Yaitu kehilangan gaya pratekan yang terjadi segera setelah peralihan gaya

pratekan yang meliputi:

1. Kehilangan pratekan akibat perpendekan elastis (T.Y Lin tahun 1996):

Pada penampang yang menggunakan lebih dari satu kabel, kehilangan gaya

prategangditentukan oleh kabel yang pertama ditarik dan memakai harga

setengahnya untuk mendapatkan harga rata-rata semua kabel.

𝐸𝑆 = ∆𝑓𝑐 = 𝑛 𝑃𝑗

𝐴𝑝

Dimana :

Pj = Gaya prategang awal (Jacking)

n = rasio modular Es/Ec

2. Kehilangan pratekan akibat gesekan kabel (friction and wobble effect). pada

struktur beton prategang dengan tendon melengkung diketahui adanya gesekan

pada sistem penarik (jacking) dan angkur sehingga tegangan yang ada pada

beton sangat dipengaruhi oleh pergerakan dari selongsong (wobble). Kehilangan

prategang akibat gesekan menurut ACI 318:

39

P𝑥 = 𝑃𝑜 x 𝑒−𝜇 x (α + β x 𝐿𝑥)

Dimana:

Po = tegangan baja prategang pada saat jacking

Px = tegangan baja prategng dititik x sepanjang beton

μ = koefisien friksi 0.2 untuk strand pada selongsong besi yang mengkilap

dan dilapisi zink

α = perubahan sudut total dari profil layout kabel dalam radian dari titik

jacking

β = koefisien wobble. Atau tergantung pada diameter selonsong, untuk 50 <

ds < 90 mm besar koefisien 0.012 < β < 0.016

e = nilai dasar logaritmik natural naverian

Lx = Panjang baja prategang diukur dari titik jacking.

3. Kehilangan pratekan akibat slip angker (slip anchorage):

Pmax = P'max – Δpe

II.6.4.2 Kehilangan Tak Langsung (Time Dependent Loss)

Yaitu kehilangan pratekan yang bergantung pada fungsi waktu yang meliputi:

1. Kehilangan pratekan akibat rangkak beton (creep) (T.Y Lin tahun 1996: 87):

CR = 𝐾𝐶𝑟 𝐸𝑠

𝐸𝑐 (f𝑐𝑖𝑟 − f𝑐𝑑𝑠)

Dimana :

Kcr = Koefisien rangakak, harganya 1.6 untuk pasca tarik

Ec = modulus elastisitas beton

Es = modulus elastisitas baja

Fcir = tegangan pada beton pada level baja sesaat setelah transfer

Fcds = tegangan pada beton pada pusat berat tendon akibat beban mati

2. Kehilangan pratekan akibat susut beton (shrinkage) (T.Y Lin tahun 1996: 88):

∆f𝑠ℎ = 8,2 x 10−6 𝐾𝑠ℎ𝐸𝑠 (1 − 0,06 𝑣

𝑠 ) (100 − 𝑅𝐻)

Dimana :

Es = modulus elastistas baja prategang

40

V = volume beton dari suatu komponen struktur

S = Luas permukaan dari suatu komponen struktur

Rh = Kelembaban udara relatif

Ksh = Koefisien susut, harganya ditentukan terhadap waktu antara akhir

pengecoran dan pemberian gaya prategang

Tabel II.11 Faktor Koefisien Susut

Waktu

antara

(hari) 1 3 5 7 10 20 30 60

Ksh 0.92 0.85 0.80 0.77 0.73 0.64 0.58 045

Sumber: Desain Struktur Beton Prategang: 88

II.7 Analisis Perhitungan Struktur Bawah

Struktur bawah Jembatan Tanjung Baru yang ditinjau terdiri dari abutmen dan

pilar yang menerima beban dari struktur atas untuk diteruskan ke pondasi yang kemudian

akan dilanjutkan ke tanah dasar.

II.7.1 Perhitungan Abutment

Abutmen adalah konstruksi bangunan bawah jembatan yang terletak pada kedua

ujung jembatan, berfungsi sebagai pemikul seluruh beban hidup dan beban mati pada

jembatan. Dalam perancangan Abutment adapun gaya-gaya yang harus diperhitungkan

meliputi:

II.7.1.1 Berat Sendiri

Berat sendiri (self weight) adalah berat bahan dan bagian jembatan yang

merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya

dan bersifat tetap. Berat sendiri dibedakan menjadi 2 macam, yaitu berat sendiri struktur

atas dan berat sendiri struktur bawah.

41

1. Berat Sendiri Struktur Atas

Gambar II.18 Berat Sendiri Abutment akibat Struktur Atas

Perhitungan beban sendiri Abutment struktur atas:

a. Beban pada Abutment akibat berat sendiri struktur atas

PMS = 1

2 x WMS

b. Eksentrisitas beban terhadap pondasi

e = −𝐵𝑥

2 + b5 +

𝑏3

2

c. Momen pada fondasi akibat berat sendiri struktur atas

MMS = PMS . e

2. Berat Sendiri Struktur Bawah

Berikut merupakan berat sendiri struktur bawah yang terdiri dari berat abutment

dan wing wall tersaji pada gambar II.19 di halaman berikut.

42

Gambar II.19 Berat Sendiri Abutment dan Wingg Wall

Perhitungan beban sendiri Abutment struktur bawah:

a. Beban pada Abutment berat sendiri pada struktur bawah

PMS = Total berat pada Abutment + Total berat pada WingWall + Total berat

pada tanah

b. Momen pada fondasi akibat berat sendiri struktur bawah

MMS = Total momen pada Abutment + Total momen pada WingWall + Total

momen pada tanah

c. Beban Total Akibat Beban Sendiri

Perhitungan beban total (MS) akibat beban sendiri:

• Beban total pada abutmen akibat berat sendiri

PMS = PMS struktur atas + PMS struktur bawah

• Momen total pada Abutment akibat berat sendiri

MMS = MMS struktur atas + MMS struktur bawah

II.7.1.2 Beban Mati Tambahan (MA)

Beban mati tambahan (superimposed dead load) adalah berat seluruh bahan yang

menimbulkan suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non – struktural dan

43

kemungkinan besar berubahnya selama umur rencana jembatan. Jembatan dianalisis

harus mampu memikul beban tambahan seperti:

1. Penambahan lapisan aspal (overlay) di kemudian hari,

2. Genangan air hujan jika sistem drainase tidak bekerja dengan baik,

Gambar II.20 Beban Mati Tambahan Abutment

Adapun perhitungan yang dilakukan pada berat mati tambahan seperti gambar

II.15 di atas sebagai berikut:

1. Beban pada Abutment akibat beban mati tambahan

PMA = 1/2 * WMA

2. Lengan terhadap fondasi (y)

e = −𝐵𝑥

2 + b5 +

𝑏3

2

3. Momen pada fondasi akibat berat sendiri pada struktur atas

MMA = PMA * y

II.7.1.3 Tekanan Tanah (TA)

Tekanan tanah lateral adalah gaya yang ditimbulkan oleh akibat dorongan tanah

di belakang struktur penahan tanah. Bagian bangunan yang menahan tanah harus

direncanakan untuk dapat menahan tekanan tanah sesuai dengan ketentuan yang ada.

b5 b3 b6

44

Tekanan tanah lateral dihitung berdasarkan harga nominal dari berat tanah (Ws),

sudut geser dalam (ϕ) dan kohesi (c) dengan:

1. Ws̍ = Ws

2. 𝜙′ = 𝑡𝑎𝑛−1(𝐾𝜙𝑅) 𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝜙′, 𝐾𝜙

𝑅 = 0,7

3. c’ = 𝐾𝜙𝑅 * c dengan factor reduksi untuk c’, 𝐾𝜙

𝑅 = 1,0

4. Koefisien tekanan tanah aktif:

Ka = tan2 (45 - 𝜙′

2 )

5. By = Lebar Abutment (m)

Adapun perhitungan yang dilakukan pada gaya akibat tekanan tanah adalah:

1. Gaya tekanan tanah pada bagian 1

TTA1 = (0,60 * Ws) * H * Ka * Bx

2. Gaya tekanan tanah pada bagian 2

TTA2 = 1/2 * H2 * Ws * Ka * Bx

3. Momen tekanan tanah pada bagian 1

MTA1 = TTA1 * (H/2)

4. Momen tekanan tanah pada bagian 2

MTA2 = TTA2 * (H/3)

Gambar II.21 Tekanan Tanah (TA)

1

2

0,60*Ws

45

II.7.1.4 Beban Lajur “D” (TD)

Beban Lajur pada abutment pada dasarnya hampir sama dengan beban lajur pada

girder, tetapi pada abutment menghitung momen akibat beban lajur terhadap lengan

pondasi.

1. Beban pada Abutment akibat beban lajur “D”

Beban terbagi rata “UDL” = q x L x Lebar jalur lalu lintas

Beban garis “KEL” = p x DLA x Lebar jalur lalu lintas

WTD = Beban terbagi rata “UDL” + Beban garis “KEL”

2. Total beban hidup untuk 1 Abutment

PTD = 𝑊𝑇𝐷

2

3. Momen pada pondasi akibat beban lajur “D”

MTD = PTD * y

II.7.1.5 Gaya Rem (TB)

Berikut merupakan Perhitungan gaya rem (TTB) pada Abutmen yang tersaji pada

gambar II.22 di bawah ini Perhitungan gaya rem (TTB) pada Abutmen adalah berikut :

1. Lengan terhadap pondasi

YTB = h2 + d + h6 + h7

2. Momen pada pondasi akibat gaya rem

MTB = TTB * YTB

Gambar II.22 Gaya Rem Abutment (TTB)

T TB

TTB

c

46

II.7.1.6 Pengaruh Temperatur (ET)

Adapun perhitungan yang dilakukan untuk menghitung gaya pada Abutment

yang terjadi akibat perubahan temperatur adalah berikut:

a. Gaya pada Abutment yang terjadi akibat perubahan temperatur

TET = 𝛼 ∗ ∆𝑇 ∗ 𝐾 ∗ 𝐿

2∗ 𝑛

b. Lengan terhadap pondasi

YET

c. Momen pada pondasi akibat perubahan temperature

MET = TET * YET

Gambar II.23 Gaya Akibat Temperatur pada Abutment

II.7.1.7 Beban Angin (EW)

1. Beban angin yang meniup bidang samping jembatan

Gaya akibat angin yang meniup bidang samping jembatan dihitung dengan

rumus:

TEW 1 = 0,0006 x Cw x (Vw)2 x Ab

Dimana :

Cw = Koefisien seret

Vw = Kecepatan angina rencana (m/det)

Ab = luas bidang samping jembatan (m2)

TET TET

c

47

Gambar II.24 Beban Angin pada Samping Jembatan

Adapun perhitungan yang dilakukan untuk perhitungan gaya yang terjadi pada

Abutment akibat gaya angin bidang samping jembatan adalah berikut:

a. Luas bidang samping jembatan

Ab = L

2 * ha

b. Beban angina bidang samping pada Abutment

TEW 1 = 0,0006 x Cw x (Vw)2 x Ab

c. Lengan terhadap pondasi

YEw 1 = h8 + ℎ𝑎

2

d. Momen pada pondasi akibat angina

MEW 1 = TEW 1 * YEW 1

2. Angin yang meniup kendaraan

Gaya angin tambahan arah horizontal pada permukaan lantai jembatan akibat

beban angin yang meniup kendaraan diatas lantai jembatan dapat dihitung

dengan rumus:

a. Beban angina yang meniup kendaraan

TEW2 = 0,0012 x Cw x (Vw)2 x L/2

b. Lengan terhadap pondasi

YEW 2 = h8 + hb + ts + ta

c. Momen pada pondasi

MEW 2 = TEW 2 * YEW 2

TEW

c

48

3. Beban angin total pada Abutment

Beban angin total jembatan merupakan jumlah dari beban angin pada struktur

atas dan beban angin yang meniup kendaraan.

a. Total beban angin pada Abutment

TEW = TEW 1 + TEW 2

b. Total momen pada pondasi

MEW = MEW 1 + MEW 2

d. Tranfer beban angin ke lantai jembatan

Berikut transfer bebang angin ke lantai jembatan yang kemudian di distribusikan

ke abutment dapat dilihat pada gambar II.25 di bawah ini.

Gambar II.25 Transfer Beban Angin ke Lantai Jembatan


Adapun perhitungan yang dilakukan untuk menghitung transfer beban angin ke

lantai jembatan adalah berikut:

1. Beban angin tambahan yang meniup beban samping kendaraan

TEW = = 0,0012 x Cw x (Vw)2

2. Gaya pada Abutment akibat transfer beban angin ke lantai jembatan

PEW = 2 * [1

2 x

ℎ

x x 𝑇𝐸𝑊] x

𝐿

2

3. Eksentrisitas beban pada pondasi

e = −𝐵𝑥

2+ 𝑏5 +

𝑏3

2

4. Momen pada pondasi akibat transfer beban angin

MEW = PEW * e

b5 b3 b6

49

II.7.1.8 Kontrol Stabilitas Guling pada Abutment

Kontrol stabilitas dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan Abutment

menahan gaya guling yang terjadi akibat tekanan tanah maupun beban luar yang terjadi.

Kontrol stabilitas guling dilakukan dengan meninjau dua arah, yaitu arah x dan arah y.

1. Stabilitas Guling Arah X

Pondasi tidak diperhitungkan dalam analisis stabilitas terhadap guling, sehingga

angka aman (SF) terhadap guling cukup diambil = 2,2.

a. Letak titik guling A (ujung fondasi) terhadap suatu fondasi (A)

A = 𝐵𝑥

2

b. Momen penahan guling (Mpx)

MPX = P * 𝐵𝑥

2 * (1 + k)

Dimana :

k = Persenana kelebihan beban yang diijinkan (%)

Mx = Momen penyebab guling arah x

c. Angka terhadap guling (SF)

SF = 𝑀𝑝𝑥

𝑀𝑥 > 2,2

2. Stabilitas guling arah Y

a. Letak titik guling A (ujung pondasi) terhadap pusat pondasi:

𝐵𝑦

2

b. Momen penahan guling (Mpy)

MPy = P * 𝐵𝑦

2 * (1 + k)

Dimana :



c. Angka terhadap guling (SF)

SF = 𝑀𝑝𝑦

𝑀𝑥 > 2,2

50

II.7.1.9 Kontrol Stabilitas Geser pada Abutment

Kontrol stabilitas geser dilakukan untuk mengetahui tahan atau tidaknya

Abutment terhadap gesekan yang timbul. Kontrol stabilitas geser juga dilakukan dengan

meninjau dua arah, yaitu stabilitas geser arah X dan stabilitas geser arah Y.

1. Stabilitas Geser Arah X

a. Gaya penahan geser

H = ( C * Bx * By + P * tan ∅) * (1 + k )

Dimana:

k = persen kelebihan beban yang diijinkan (%)

Tx = gaya penyebab geser

b. Angka aman terhadap geser (SF)

SF = 𝐻

𝑇𝑥 > 1,1

2. Kontrol Stabilitas Geser Arah Y

a. Gaya penahan geser

H = ( C * Bx * By + P * tan ∅) * (1 + k )

Dimana:

k = persen kelebihan beban yang diijinkan (%)

Tx = gaya penyebab geser

b. Angka aman terhadap geser (SF)

SF = 𝐻

𝑇𝑥 > 1,1

II.7.2 Perhitungan Pilar

Pilar atau pier merupakan struktur pendukung bangunan atas. Pilar biasa

digunakan pada jembatan bentang panjang, posisi pilar berada diantara kedua Abutment

yang berfungsi sebagai pemikul seluruh beban pada ujung luar batang, pinggir dan gaya-

gaya lainnya, serta melimpah ke pondasi. Apabila daya dukung tanah yang terdapat di

bawah pilar tidak memenuhi maka daya dukungnya harus ditambah dengan pondasi

dalam (pondasi sumuran, pondasi caisson). Adapun jenis pondasi yang digunakan adalah

tergantung dari jenis tanah yang ada di bawah struktur tersebut. Pilar/pangkal jembatan

dapat diasumsikan sebagai dinding penahan tanah, yang berfungsi menyalurkan gaya

vertikal dan horizontal dari bangunan atas ke pondasi dengan fungsi tambahan untuk

51

mengadakan peralihan tumpuan dari oprit ke bangunan atas jembatan. Berikut jenis-jenis

pilar menurut BMS Tahun 1992:

Gambar II.26 Jenis – Jenis Pangkal Jembatan

Sumber : BMS:1992

II.7.2.1 Pembebanan pada Pilar

Pembebanan yang terjadi di pilar mengacu pada Standart Pembebanan pada

Jembaran SNI 1725:2016. Adapun beban-beban yang terjadi antara lain:

1. Berat Sendiri dan Beban Mati Tambahan

2. Beban Lajur “D”


4. Gaya Rem

5. Beban Tumbukan

6. Beban Angin

7. Beban Gempa

Kombinasi pembebanan yang digunakan dapat dilihat pada tabel II.9 yang

mengacu pada Standart Pembebanan pada Jembaran SNI 1725:2016.

II.7.3 Stabilitas Guling dan Geser

II.7.3.1 Kontrol Terhadap Guling

Kestabilitasan konstruksi diperiksa terhadap kombinasi gaya dan muatan yang

paling menentukan.

1. Stabilitas guling arah memanjang jembatan (arah X)

Pondasi bore pile tidak diperhitungkan dalam analisis stabilitas terhadap guling,

52

sehingga angka aman (SF) terhadap guling cukup diambil = 2.2

a. Momen penahan guling:

MPX = P * 𝐵𝑥

2 * (1 + k)

Dimana :



b. Angka terhadap guling (SF)

SF = 𝑀𝑝𝑥

𝑀𝑥 > 2,2

2. Stabilitas guling arah Y

a. Momen penahan guling (Mpy)

MPy = P * 𝐵𝑦

2 * (1 + k)

Dimana :



b. Angka terhadap guling (SF)

SF = 𝑀𝑝𝑦

𝑀𝑥 > 2,2

II.7.3.2 Kontrol Terhadap Geser

1. Gaya penahan geser

H = ( C * Bx * By + P * tan ∅) * (1 + k )

Dimana :

Φ = Sudut gesek:

C = Kohesi

Bx = Ukuran dasar pile cap

By = Ukuran dasar pile cap

K = persen kelebihan beban yang diijinkan (%)

Ty = gaya penyebab geser

2. Angka keamanan utuk control stabilitas geser adalah

SF = 𝐻

𝑇𝑥 > 1,1

53

BAB III

METODE PENELITIAN

III.1 Lokasi Proyek

Lokasi proyek yang menjadi objek penelitian tugas akhir ini adalah proyek jalan

tol Medan – Kualanamu – Tebing Tinggi Seksi 1A Jembatan tanjung baru. Jembatan yang

dimaksud berada tepat di atas Jalan kualanamu. Berikut merupakan Layout Proyek

Pembangunan Jalan Tol Medan – Kualanamu – Tebing Tinggi.

Gambar III.1 Lay Out Proyek Jalan Tol Medan – Kualanamu – Tebing Tinggi

III.2 Data Umum Proyek

Adapun data umum yang terdapat pada Proyek Pembangunan Jalan Tol Medan

– Kualanamu – Tebing Tinggi adalah sebagai berikut:

1. Nama Proyek : Pembangunan Jalan Tol Medan – Kualanamu –

Tebing Tinggi Seksi 1A STA 32+000 – STA

35+250

2. Lokasi Proyek : Jembatan Tanjung Baru di jalan kualanamu

3. Pemilik proyek : PT. Jasamarga Kualanamu Tol (JMKT)

4. Kontraktor : PT. Adhi Karya (Persero) Tbk

5. Konsultan Supervisi : PT. Eskapindo Matra Consulting Engineer

54

6. Konsultan PMI : PT. Perentjana Diaya Jo

: PT. Wahana Mitra Amerta

7. Jenis Jembatan : Jembatan Prategang

8. Bentang Jembatan : 62,1 meter

9. Lebar Jembatan : 28,30 meter

10. Konstruksi Atas : Gelagar balok I girder (prategang)

: Diafragma

: Plat lantai jembatan beton bertulang

: Lapis aspal beton

Konstruksi Bawah : Abutment beton bertulang

: Pilar beton bertulang

: Pondasi tiang pancang

11. Diameter Tiang Pancang : 60 cm

III.3 Metodologi Penelitian

Untuk menganalisis struktur Jembatan Tanjung Baru diawali dengan studi

literatur yang berkaitan dengan struktur Jembatan yang kemudian dilanjutkan dengan

mengumpulkan data Jembatan Tanjung Baru. Data Jembatan Tanjung Baru merupakan

data skunder yang diperoleh dari instansi terkait yaitu PT. Jasamarga Kualanamu Tol

(JMKT). Data-data skunder tersebut adalah gambar As Built Drawing Jembatan Tanjung

Baru yang terdiri dari penulangan plat lantai, dan dimensi pilar, potongan memanjang dan

melintang Jembatan Tanjung Baru STA 34+116.052. Setelah diperoleh data skunder

kemudian dilakukan analisis struktur atas yang terdiri dari analisis plat lantai, plat injak,

tiang sandaran, balok I girder dan diafragma, sedangkan analisis struktur bawah terdiri

dari analisis pilar dan abutment tentang stabilitas geser dan guling. Terakhir membuat

kesimpulan berdasarkan hasil analisis. Bagan alir penelitian disajikan pada gambar

berikut.

55

Gambar III.2 Bagan Alir Penelitian Tugas Akhir

Persiapan

Pengumpulan Data

Analisis Data

Analisis Struktur Atas - Plat Lantai - Balok Girder - Diafragma

Aman /

Tidak Aman

Analisis Struktur Bawah

- Abutment dan Pilar

Stabilitas Guling

Stabilitas Geser

Kesimpulan hasil

Selesai

Aman /

Tidak Aman

Mulai

56

III.3.1 Tahap Persiapan

Tahapan persiapan merupakan langkah awal dalam analisa yang dilakukan,

beberapa tahap tersebut bertujuan agar mengefektifkan waktu analisis dan penyelesaian

tugas akhir. Beberapa tahap awal yang dilakukan antara lain:

1. Studi pustaka, pengumpulan referensi terhadap materi yang sesuai dengan yang

ditinjau;

2. Menentukan kebutuhan data;

3. Mendata instansi – instansi terkait yang menjadi narasumber;

4. Mencari informasi dan melengkapi data pendukung penulisan Tugas Akhir

5. berupa data sekunder maupun data primer;

6. Survey lokasi untuk mendapatkan gambaran umum kondisi sebenarnya;

7. Pembuatan proposal penyusunan tugas akhir.

III.3.2 Pengumpulan Data

Demi tercapainya tujuan penulis dan agar diperoleh data dan informasi yang

dibutuhkan dalam pembahasan tugas akhir ini maka penulis melakukan pengambilan data

melalui:

1. Studi literatur yaitu pengumpulan data melalui karya ilmiah, bahan kuliah, jurnal

dan bahas pustaka lainnya yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir ini.

2. Data skunder yaitu pengumpulan dari data yang sudah ada, dalam hal ini

memperoleh data dari proyek berbentuk AS built drawing, hasil test sondir dan

Hand Bor Log.

III.3.3 Analisis Data

Setelah dilakukan tahap persiapan dan pengumpulan data, maka selanjutnya

dilakukan analisa struktur Jembatan Tanjung Baru. Adapun analisis ini meliputi:

III.3.3.1 Struktur Atas

Adapun analisa yang yang dilakukan pada struktur atas, yaitu:

1. Perhitungan plat lantai

a. Pembebanan plat lantai;

b. Momen pada plat lantai;

c. Penulangan plat lantai;

d. Geser pons.

57

2. Perhitungan balok I girder prategang

a. Perhitungan pembebanan pada I girder prategang;

b. Perhitungan eksentrisitas;

c. Menentukan jumlah tendon;

d. Menghitung kehilangan gaya prategang.

III.3.3.2 Struktur Bawah

Adapun analisa yang dilakukan pada struktur bawah, yaitu:

1. Menghitung satabilitas geser pada Abutment dan pilar;

2. Menghitung stabilitas guling pada Abutment dan pilar;

III.3.4 Kesimpulan

Setelah melakukan analisis struktur atas dan struktur bawah Jembatan Tanjung

Baru yang sudah diperika aman atau tidak maka selanjutnya akan ditarik kesimpulan.

Simpulan dari analisis data berupa hasil dari perencanaan struktur atas beruba beban,

momen, tulangan maupun dimensi dan struktur bawah berupa kontrol stabilitas guling

dan geser.

58

BAB IV

ANALISIS DATA

IV.1 Analisis Perhitungan Struktur Atas Jembatan Tanjung Baru

Analisis perhitungan struktur atas terdiri dari perhitungan plat lantai, balok girder

prategang, dan diafragma. Untuk melakukan analisa perhitungan diperlukan data-data

jembatan sebagai berikut:

1. Data geometri jembatan tanjung baru

Data geometrik jembatan tanjung baru merupakan dimensi jembatan yang akan

digunakan untuk di analisis. Data geometrik jembatan tanjung baru tersaji pada

tabel di bawah ini.

Tabel IV.1 Data Geometri Jembatan Tanjung Baru

No Data Jembatan

Tanjung Baru Simbol Nilai

(m)

1 Tebal Slab Lantai Jembatan ts 0,25

2 Tebal Lapisan Aspal + Overlay ta 0,10

3 Tebal Genangan Air Hujan th 0,05

4 Jarak Antara Girder s 2,22

5 Lebar Jalur Lalu Lintas b1 12,30

6 Lebar Total Jembatan b 28,30

7 Panjang Jembatan dari Pilar ke Pilar ba 30,8

8 Panjangan Total Jembatan L 62

Catatan : nilai L dan ba terlihat di lampiran

Gambar IV.1 Dimensi Jembatan Arah Melintang

59

2. Spesifikasi material yang digunakan

Spesifikasi material yang digunakan pada struktur jembatan tanjung baru ini,

yaitu:

a. Beton

- Plat lantai, plat injak, dan diafragma menggunakan beton K-350

Kuat tekan beton (fc’) = 0,83 x K/10 = 29,05 Mpa

Modulus elastisitas (Ec) = 4700 √𝑓𝑐′ = 25332,08 Mpa

Mpa Angka poisson (𝛖) = 0,2

Modulus geser (G) = 𝐸𝑐

2 x (1+υ ) = 10555,035 Mpa

- Balok girder prategang menggunakan beton K-500

Kuat tekan beton (fc’) = 0,83 x K/10 = 41,50 Mpa

Modulus elastisitas (Ec) = 4700 √𝑓𝑐′ = 30277,63 Mpa

Mpa Angka poisson (𝛖) = 0,2

Modulus geser (G) = 𝐸𝑐

2 x (1+υ ) = 12615,68 Mpa

b. Baja tulangan

- Baja tulangan ≥ D-13 mm menggunakan BJTD 40/fy = 400 Mpa

- Baja tulangan < D-13 mm menggunakan BJTD 24/fy = 240 Mpa

c. Kabel prategang (Tendon)

- Jenis strands Uncoated 7 wire strands ASTM A-416 grade 270

- Diameter nominal strands 12,7 mm

3. Berat jenis

Berat jenis yang digunakan dalam analisis jembatan tanjung baru ini antara lain:

Tabel IV.2 Berat Jenis Bahan

No. Bahan Simbol Berat

(kN/m3)

1 Berat beton bertulang wc 25.00

2 Berat beton tidak bertulang wc’ 24.00

3 Berat aspal wa 22.00

4 Berat jenis air ww 9.80

5 Berat baja ws 77.00

60

IV.1.1 Plat Lantai

Analisis perhitungan plat lantai terdiri dari analisis pembebanan dan momen

pada pelat lantai yang terjadi akibat berat sendiri, beban mati tambahan, beban truk, beban

angin, dan pengaruh temperatur.

IV.1.1.1 Pembebanan Plat Lantai

Dalam menganalisa pembebanan plat lantai, ditinjau plat lantai selebar 1,00 m

pada arah memanjang jembatan.


Berat sendiri adalah berat dari plat lantai itu sendiri. Faktor beban untuk berat

sendiri berdasarkan SNI 1725:2016 diperoleh:

Faktor

Beban

Layan : KMS = 1,0

Ultimit : KMS = 1,3

Ditinjau Slab lantai jembatan selebar (b) = 1,00 m

Tebal Slab lantai jembatan (h=ts) = 0,25 m

Bearat betom bertulang (Wc) = 25,00 kN/m3

Berat sendiri QMS = h x Wc x b

= 0,25 x 25 x 1,00

= 6,25 kN/m


Beban mati tambahan merupakan beban yang berasal dari beban permanen yang

berada di atas plat lantai terdiri dari beban aspal dan genangan air hujan. Faktor

beban untuk beban mati tambahan berdasarkan SNI 1725:2016:

Faktor

Beban

Layan : KMA = 1,0

Ultimit : KMA = 2,0

Tabel IV.3 Beban Mati Tambahan pada Plat Lantai

Jenis Tebal Berat Beban

(m) (kN/m3) (kN/m2)

Tebal Lapisan Aspal + Overlay 0.10 22.00 2.20

Tebal Genangan Air hujan 0.05 9.80 0.49

Beban mati tambahan = QMA = 2.690

61

3. Beban Truk “T” (TT)

Beban roda ganda oleh truk (beban T) berdasarkan standar pembebanan sebesar

112,5 kN. Untuk pembebanan truk “T”, FDB yaitu faktor beban dinamis diambil

sebesar 37%. Harga FDB yang dihitung digunakan pada seluruh bagian bangunan

yang berada di atas permukaan tanah SNI 1725:2016. Faktor beban untuk beban

truk, yaitu:

Faktor

Beban

Layan : KTT = 1,0

Ultimit : KTT = 1,8

Besar Beban Truk “T”, PTT :

PTT = (1 + FDB) x T

= (1 + 37%) x 112,5

= 154,13 kN

4. Beban Angin (PEW)


kendaraan, dimana tekanan tersebut harus diasumsikan sebagai tekanan menerus

sebesar 1,46 N/mm, tegak lurus dan bekerja 1800 mm di atas permukaan jalan.

Beban angin dapat dilihat pada gambar IV.1 di bawah ini

Gambar IV.2 Beban garis mendatar (TEW) pada bidang samping

kendaraan


62

Beban angin arah horizontal:

TEW = 1,46 N/mm

= 1,46 kN/m

Vw (kecepatan angin rencana) = 108 m/det

Bidang vertical yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan

tinggi 2 m di atas lantai jembatan, maka transfer beban angin ke plat lantai

jembatan dihitung dengan rumus:

h = 2 m

Jarak antara roda kendaraan, x = 1,75 m

PEW = [12

x ℎ𝑥

x T𝐸𝑊 ]

= [12

x 21,75

x 1,46 ]

= 0,3914 kN

5. Pengaruh Temperatur (ET)

Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul

akibat pengaruh temperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya

setengah dari selisih antara temperatur maksimum dan temperatur minimum

rata-rata pada lantai jembatan.

Faktor beban akibat temperatur menurut SNI 1725:2016, yaitu:

Faktor

Beban

Layan : KET = 1,0

Ultimit : KET = 1,2

Temperatur jembatan rata-rata menurut SNI 1725:2016 (tabel II. 7), untuk lantai

beton di atas gelagar:

Temperatur maksimum rata – rata Tmax = 40 oC

Temperatur minimum rata – rata Tmin = 15 oC

Perbedaan temperatur, ΔT = (Tmax – Tmin)/2 = 12,5 oC

Kuat tekan beton fc’ = 29,05 mPa

Koef. Muai panjang untuk beton α = 1 x 10-5/ oC

Modulus elastisitas beton Ec = 25332,08 Mpa

63

IV.1.1.2 Momen Pada Plat Lantai

Momen maksimum pada slab lantai dihitung berdasarkan metode one way slab.

Berikut perhitungan momen pada plat lantai:

1. Akibat berat sendiri (QMs)

Gambar IV.3 Nilai Momen yang Terjadi Akibat Berat Sendiri

Sumber : Ir. Thamrin Nasution “Struktur Baja II”

Berat sendiri, QMS = 6,25 kN/m

Jarak gelagar, S = 2,22 m

Momen tumpuan maksimum MMS

T = 1/12 x QMS x S²

= 1/12 x 6,25 x 2,222

= 2,566 kNm

Momen lapangan maksimum MMSL = 1/24 x QMS x S2

= 1/24 x 6,25 x 2,222

= 1,284 kNm

2. Akibat beban mati tambahan (QMA)

Gambar IV.4 Nilai Momen yang Terjadi Akibat Beban Mati Tambahan


64

Beban mati tambahan, QMA = 2,690 kN/m


Momen tumpuan maksimum MMA

T = 5/48 x QMA x S²

= 5/48 x 2,690 x 2,222

= 1,380 kNm

Momen lapangan maksimum MMA L = 5/96 x QMA x S2

= 5/96 x 2,690 x 2,222

= 0,716 kNm

3. Akibat beban Truk (T)

Gambar IV.5 Nilai Momen yang Terjadi Akibat Beban Truk


Beban Truk “T”, PTT = 154,13 kN/m


Momen tumpuan maksimum MTT

T = 5/32 x PTT x S

= 5/32 x 154,125 x 2,22

= 53,445 kNm

Momen lapangan maksimum MTT L = 9/64 x PTT x S

= 9/64 x 154,125 x 2,22

= 48,141 kNm

65

4. Akibat Beban Angin (PEW)

Gambar IV.6 Nilai Momen yang Terjadi Akibat Beban Angin


Berat sendiri, PEW = 0,35225 kN/m


Momen tumpuan maksimum MEW

T = 5/32 x PEW x S

= 5/32 x 0,3914 x 2,22

= 0,136 kNm

Momen lapangan maksimum MEW L = 9/64 x PEW x S

= 9/64 x 0,3914 x 2,22

= 0,122 kNm

5. Akibat Temperatur (PET)

Gambar IV.7 Nilai Momen yang Terjadi Akibat Beban Temperatur


66

Momen inersia lantai beton, I = 1/12 x b x h3

= 132083333,3 mm4

Modulus elastisitas, Ec = 25332,08 Mpa

Koefisien muai α = 10-5 / °C

Tebal Lantai h = 250 mm

Perbedaan temperatur, ΔT = Tmax – Tmin

= (40 oC – 15 oC)/2

= 12,5 oC

Momen tumpuan maksimum

METT = 0,000000562 x ∆T x α x Ec x S3

= 0,000000562 x 25 x 10-5 x 25332,08 x 2,223

= 0,00001947 kNm

Momen lapangan maksimum

MET L = 0,000000281 x ∆T x α x Ec x S3

= 0,000000281 x 25 x 10-5 x 25332,08 x 2,223

= 0,000009735 kNm

IV.1.1.3 Kombinasi Beban Pada Plat Lantai

Berikut tabel rekapitulasi beban dan kombinasi beban yang bekerja pada plat

lantai:

Tabel IV.4 Rekapitulasi Kombinasi Momen Pada Plat Lantai

No Jenis Beban Faktor

beban

Daya

layan

Keadaan

ultimit

Mtumpuan

(kNm)

Mlapangan

(kNm)

1 Berat sendiri MMS 1 1,3 2,566 1,284

2 Beban mati

tambahan MMA 1 2 1,380 0,715

3 Beban truk PTT 1 1,8 53,445 48,141

4 Beban angin MEW 1 1,2 0,136 0,122

5 Pengaruh

temperatur MET 1 1,2 0,000019470 0,00009735

67

Tabel IV.5 Kombinasi beban dan faktor beban berdasarkan SNI 1725:2016

Keadaan batas

MS

MA

TA

PR

PL

SH

TT

TD

TB

TR

TP

EU EWS EWL BF EUn TG

Gunakan salah satu

EQ TC TV

kuat I p 1,8 1 1 0,50/1,20 TG

kuat II p 1,4 1 1 0,50/1,20 TG

kuat III p 1 1,4 1 0,50/1,20 TG

kuat IV p 1 1 0,50/1,20

kuat v p 1 1,4 1 1 TG

ekstrem I p EQ 1 1 1

ekstrem II p 0,5 1 1 1,00/1,20 1 1

daya layan I 1 1 1 0,3 1 1 1,00/1,20 TG

daya layan II 1 1,3 1 1 1,00/1,20

daya layan III 1 1,8 1 1 1,00/1,20 TG

daya layan IV 1 1 0,7 1

fatik (TD dan

TR) 0,75

68

Tabel IV.6 Faktor kombinasi pembebanan

Jenis Beban

Jenis Kombinasi

Kuat

I

Kuat

II

Kuat

III

Kuat

IV

Kuat

V

EKSTREM

I

EKSTREM

II

Daya

Layan I

Daya

Layan II

Daya

Layan III

Daya

Layan IV

Fatik (TD

dan TR)

BERAT SENDIRI (MS) 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1 1 1 1 1

BEBAN MATI

TAMBAHAN (MA) 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 0

BEBAN TRUK (TT) 1,8 1,4 0 0 0 0 0,5 1 1,3 1,8 0 0,75

BEBAN ANGIN (EW) 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0

BEBAN TEMPERATUR

(EUn) 1,2 1,2 1,2 1,2 0 0 1,2 1,2 1,2 1,2 0 0

Tabel IV.7 Momen Lapangan Terfaktor

LAPANGAN

Jenis Beban

Jenis Kombinasi

Kuat I Kuat

II

Kuat

III

Kuat

IV

Kuat

V

EKSTREM

I

EKSTREM

II

Daya

Layan

I

Daya

Layan

II

Daya

Layan

III

Daya

Layan

IV

Fatik (TD

dan TR)

BERAT SENDIRI (MS) 1,670 1,670 1,670 1,670 1,670 1,670 1,670 1,284 1,284 1,284 1,284 1,284

BEBAN MATI TAMBAHAN(MA) 1,432 1,432 1,432 1,432 1,432 1,432 1,432 0,716 0,716 0,716 0,716 0,000

BEBAN TRUK (TT) 86,655 67,398 0,000 0,000 0,000 0,000 24,071 48,142 62,584 86,655 0,000 36,106

BEBAN ANGIN (EW) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,110 0,000 0,000 0,110 0,000 0,000 0,000 0,000

BEBAN TEMPERATUR (EUn) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

MOMEN ULTIMIT Mu= 89,757 70,500 3,102 3,102 3,212 3,102 27,172 50,252 64,585 88,655 2,000 37,391

69

Tabel IV.8 Momen Tumpuan Terfaktor

TUMPUAN

Jenis Beban

Jenis Kombinasi

Kuat I Kuat

II

Kuat

III

Kuat

IV

Kuat

V

EKSTREM

I

EKSTREM

II

Daya

Layan

I

Daya

Layan

II

Daya

Layan

III

Daya

Layan

IV

Fatik (TD

dan TR)

BERAT SENDIRI (MS) 3,336 3,336 3,336 3,336 3,336 3,336 3,336 2,566 2,566 2,566 2,566 2,566

BEBAN MATI TAMBAHAN 2,760 2,760 2,760 2,760 2,760 2,760 2,760 1,380 1,380 1,380 1,380 0,000

BEBAN TRUK (TT) 96,201 74,823 0,000 0,000 0,000 0,000 26,723 53,445 69,479 96,201 0,000 40,084

BEBAN ANGIN (EW) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,122 0,000 0,000 0,122 0,000 0,000 0,000 0,000

BEBAN TEMPERATUR (EUn) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

MOMEN ULTIMIT Mu= 102,297 80,919 6,096 6,096 6,218 6,096 32,818 57,513 73,424 100,147 3,946 42,650

70

IV.1.1.4 Pembesian Plat Lantai

Perencanaan berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBTK) atau kondisi

ultimit.

1. Tulangan Lentur Negatif

• Momen rencana tumpuan (Mu) = 102,297 kNm (lihat Tabel IV.8)

• Mutu beton K-350

• Kuat tekan beton (fc’) = 29,05 MPa

• Tegangan leleh baja (fy) = 400 MPa

• Tebal slab beton (h) = 250 mm

• Jarak tulangan terhadap sisi luar beton (d’) = 40 mm

• Modulus elastisitas baja (Es) = 200000 MPa

• Faktor bentuk distribusi tegangan beton (β1) = 0,85

𝜌b =(0,85 x fc′x β

1)

fy x

600

(600 + fy)

𝜌b =(0,85 x 29,05 x 0,85)

400 x

600

(600 + 400)

𝜌b = 0,03148

Rmax = 0,75 x ρbx fy [1 − 0,5 x 0,75 x ρb x fy

(0,85 x fc′) ]

Rmax = 0,75 x 0,03148 x 400 [1 − 0,5 x 0,75 x 0,031482 x 400

(0,85 x 29,05) ]

Rmax = 7,63855

- Faktor reduksi kekuatan lentur (Φ) = 0,80

- Tebal efektif slab beton (d) = h – d’ = 250 – 40 = 210 mm

- Ditinjau slab selebar 1 meter (b) = 1000 mm

- Momen nominal rencana

Mn =Mu

Φ

Mn =102,297

0,8

Mn = 127,871 kNm

71

• Faktor tahanan momen

Rn =Mn x 10−6

(b x d2)

Rn =127,871 x 10−6

(1000 x 2102)

Rn = 2,89957

Rn (2,89957) < Rmax (7,63855 ) (OK)

• Rasio penulangan yang diperlukan:

ρ = 0,85fc′

fyx [1 − √{1 − 2 x

Rn

(0,85 x fc′)}]

ρ = 0,8529,05

400x [1 − √{1 − 2 x

2,89957

(0,85 x 29,05)}]

ρ = 0,00773

• Rasio tulangan minimum:

ρmin

=1,4

fy

ρmin

= 1,4

400

ρmin = 0,0035

• Rasio tulangan yang digunakan (ρ) = 0,00773

• Luas tulangan yang diperlukan

As = ρ x b x d

As = 0,00773 x 1000 x 210

As = 1623,3 mm2

• Diameter tulangan yang digunakan : D - 16 mm

• Jarak tulangan yang diperlukan:

s =π

4 x D2 x

b

As

s =π

4 x 162 x

1000

1624

s = 123,807 mm

72

• Digunakan tulangan D 16 – 120 mm

As =π

4x D2 x

b

s

As =π

4 x 162 x

1000

120

As = 1675,516 mm2 > 1623,3 mm2 ( memenuhi )

• Tulangan bagi / susut arah memanjang diambil 50% tulangan pokok.

A′s = 50% x As

A′s = 50% x 1624 mm2

A′s = 812 mm2



s =π

4 x D2 x

b

A′s

s =π

4 x 132 x

1000

812

s = 163,46 mm

• Digunakan tulangan D-13 – 150 mm

Tulangan bagi bukanlah tulangan yang bersifat struktural, dengan kata lain

tulangan bagi tidak memikul momen lentur, sehingga jarak antar tulangan

dapat dibulatkan menjadi 150, maka direncanakan tulangan bagi D13 – 150

mm.

2. Tulangan Lentur Positif

• Momen rencana lapangan (Mu) = 89,757 kNm (lihat Tabel IV.7)




• Tebal slab beton (h) = 250 mm


• Modulus elastisitas baja (Es) = 200.000 MPa


73

𝜌𝑏 =(0,85 x fc′x β1)

𝑓𝑦 x

600

(600 + 𝑓𝑦)

𝜌𝑏 =(0,85 x 29,05 x 0,85)

400 x

600

(600 + 400)

𝜌𝑏 = 0,03148

Rmax = 0,75 x ρbx fy [1 − 0,5 x 0,75 x ρb x fy

(0,85 x fc′) ]

Rmax = 0,75 x 0,031482 x 400 [1 − 0,5 x 0,75 x 0,031482 x 400

(0,85 x 29,05) ]

Rmax = 7,63855

- Faktor reduksi kekuatan lentur (Φ) = 0,80

- Tebal efektif slab beton (d) = h – d’ = 250 – 40 = 210 mm

- Ditinjau slab selebar 1 meter (b) = 1000 mm

- Momen nominal rencana

Mn =Mu

Φ

Mn =89,757

0,8

Mn = 112,196 kNm

• Faktor tahanan momen

Rn =Mn x 10−6

(b x d2)

Rn =112,196 x 10−6

(1000 x 2102)

Rn = 2,544132

Rn (2,54413) < Rmax (7,63855 ) (OK)


ρ = 0,85fc′

fyx [1 − √{1 − 2 x

Rn

(0,85 x fc′)} ]

ρ = 0,8529,05

400x [1 − √{1 − 2 x

2,54413

(0,85 x 29,05)} ]

ρ = 0,00673

74


ρmin

= 1,4

fy

ρmin

=1,4

400

ρmin = 0,0035


• Luas tulangan yang diperlukan

As = ρ x b x d

As = 0,00673 x 1000 x 210

As = 1413,3 mm2

• Diameter tulangan yang digunakan : D- 16 mm


s =π

4 x D2 x

b

As

s =π

4 x 162 x

1000

1413,3

s = 142,26 mm

• Digunakan tulangan D 16 – 120 mm

As =π

4x D2 x

b

s

As =π

4 x 162 x

1000

120

As = 1675,516 mm2 < 1413,3 mm2 (memenuhi )

• Tulangan bagi / susut arah memanjang diambil 50% tulangan pokok.

A′s = 50% x As

A′s = 50% x 1413,3 mm2

A′s = 706,65 mm2



s =π

4 x D2 x

b

A′s

s =π

4 x 132 x

1000

706,65

s = 187,83 mm

• Digunakan tulangan D-13 – 150 mm

75

IV.1.1.5 Kontrol Lendutan Plat Lantai jembatan

Untuk membatasi besar lendutan yang terjadi pada plat lantai akibat beban, maka

perlu dilakukan kontrol lendutan. Apabila lendutan terlalu besar, tegangan baja semakin

besar, dan memungkinkan plat lantai mengalami retak dan hancur.

- Mutu beton K-350

- Kuat tekan beton (fc’) = 29,05 MPa

- Tegangan leleh baja (fy) = 400 MPa

- Modulus elastis beton (Ec) = 25332,0844 MPa

- Modulus baja (Es) = 200000 MPa

- Tebal slab (h) = 250 mm

- Jarak tulangan terhadap sisi luar beton (d’) = 40 mm

- Tebal efektif slab (d) = h – d’ = 210 mm

- Luas tulangan slab (As) = 1675,516 mm2

- Panjang bentang slab (Lx) = 2,22 m = 2220 mm

- Ditinjau slab selebar (b) = 1,00 m = 1000 mm

- Beban terpusat PTT = 154,13 kN

- Beban merata (Q = PMS + PMA) = 8,84 kN/m

- Lendutan total yang terjadi (δtot) harus < Lx/240 = 9,25 mm

- Inersia bruto penampang plat (Ig = 1

12 x b x h3) = 1302083333 mm3

- Modulus keruntuhan lentur beton (fr = 0,7 √f′c) = 3,77286364 MPa

- Nilai perbandingan modulus elastis:

n =Es

Ec

= 200000

25332,0844

= 7,895126072

n x As = 7,895 x 1675,516 = 13228,41 mm2

- Jarak garis netral terhadap sisi atas beton

c = n x As

b

c = 7,89512607 x 1675,516

1000

c = 13,2284 mm

76

- Inersia penampang retak yang ditransformasikan ke beton dihitung sebagai berikut:

Icr =1

3 x b x c3 + (n x As) x (d − c)2

Icr =1

3 x 1000 x 13,22843 + 7,89512607 x 1675,516 x (210 − 13,2284)2

Icr = 771545,076 + 512185540,1

Icr = 512957085,176 mm4

Yt =h

2

=250

2

= 125 mm

- Momen retak

Mcr =fr x Ig

yt

Mcr =3,77286364 x 1302083333

125

Mcr = 39300662,91 Nmm

- Momen maksimum akibat beban (tanpa faktor beban)

Ma = 1

8 x Q x Lx

2 x + 1

4 x P x Lx

Ma = 1

8 x 8,84 x 2,222 +

1

4 x 154,13 x 2,22

Ma = 5,445 + 85,542

Ma = 90,98715 kNm

Ma = 90987150 Nmm

- Inersia efektif untuk perhitungan lendutan:

Ie = (Mcr

Ma)

3

x Ig + [1 − (Mcr

Ma)

3

] x Icr

Ie = (39300662,91

90987150)

3

x 1302083333 + [1 − (39300662,91

90987150)

3

] x 512957085,176

Ie = 576549590 mm4

Q = 8,84 N/mm P = 154,13 N

77

- Lendutan elastisitas seketika akibat beban mati dan beban hidup:

δe =5

384 x

Q x Lx4

(Ec x Ie)+

1

48 x

P x Lx3

(Ec x Ie)

δe =5

384 x

8,84 x 22204

(25332,0844 x 576549590 )+

1

48 x

154,13 x 22203

(25332,0844 x 576549590 )

δe = 0,191 + 2,405

δe = 2,596 mm

- Rasio tulangan slab lantai:

ρ =AS

(b x d)

ρ =1675,516

(1000 x 210)

ρ = 0,00798

- Faktor ketergantungan waktu untuk beban mati (jangka waktu > 5 tahun) nilai:

ζ = 2,0

λ =ζ

(1 + 50 x ρ)

λ =2,0

(1 + 50 x 0,00798)

λ = 1,43

- Lendutan jangka panjang akibat rangkak dan susut:

δg = λ x 5

384 x

Q x Lx4

(Ec x Ie)

δg = 1,43 x 5

384 x

8,84 x 22204

(25332,0844 x 576549590)

δg = 0,2737 mm

- Lendutan total pada plat lantai jembatan:

Lx

240=

2220

240= 9,25 mm

δtot = δe + δg = 2,596 + 0,2737 = 2,87 mm < Lx

240 (9,25) (aman) OK

78

IV.1.1.6 Kontrol Tegangan Geser Pons

Gambar IV.8 Bidang Geser Pons pada Lantai

Sumber : RSNI T – 02 -2005 Pembebanan Jembatan


• Kuat tekan beton, fc’ = 29,05 MPa

• Kuat geser pons yang disyaratkan, fv = 0,3 x √𝑓𝑐′ = 0,3 x √29,05 = 1,617 MPa

• Faktor reduksi kekuatan geser, Ø = 0,75

• Beban roda truk pada slab , PTT = 154,13 kN = 154130 N

• Data diketahui

h = 0,25 m = 250 mm

a = 0,20 m = 200 mm

b = 0,50 m = 500 mm

ta = 0,10 m = 100 mm

• Bidang geser pons

u = a + 2 x ta + h

= 200 + (2 x 100) + 250

= 650 mm

v = b + 2 x ta + h

= 500 + (2 x 100) + 250 = 950 mm

b’= 2 u + 2 v

= (2x 650) + (2x 950) = 3200 mm

79

• Tebal efektif plat (d) = 210 mm

• Luas bidang geser (Av)

Av = 2 x (u + h) x d

Av = 2 x (650 + 250) x 210

Av = 378000 mm2

• Gaya geser pons nominal (Pn)

Pn = Av x fv

= 378000 x 1,617

= 611226 N

Ø x Pn = 0,75 x 611226

= 458419,6 N

• Faktor beban ultimit, KTT = 1,8

• Beban ultimit roda truk pada slab

Pu = KTT x PTT

= 1,8 x 154130

= 277434 N

Pu (277434 N) < Ø Pn (458419,6 N) (aman) OK

Gambar IV.9 Pembesian Plat Lantai

80

IV.1.2 Plat Injak

IV.1.2.1 Plat Injak Arah Melintang Jembatan

Gambar IV.10 Pembebanan Plat Injak Arah Melintang

Sumber : Ir. M. Noer Ilham, MT JEMBATAN SRANDAKAN KULON PROGO D.I.

YOGYAKARTA


• Beban hidup plat injak berupa beban roda ganda oleh truk (beban T) yang

besarnya T = 112,5 kN

• Faktor beban ultimit: KTT = 1,8

• Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil DLA = 0,37

• Beban truk TTT = (1 + DLA) x T = (1 + 0,37) x 112,5 kN = 154,13 kN

2. Momen Pada Plat Injak

• Tebal plat injak (h) = 0,25 m

• Tebal lapisan aspal (ta) = 0,1 m

• Lebar bidang kontak roda truk (b) = 0,5 m

• b’ = b + ta = 0,6



• Angka poison (𝛖) = 0,2

0,25 m 0,25 m

81

• Standard Modulus of Soil Reaction (Ks) = 81500 kN/m3

• Modulus elastic beton (Ec) = 25332,084 MPa = 25332084 kN/m2

• Momen maksimum pada plat injak akibat beban roda dihitung dengan rumus:

Mmax = TTT

2[1 − (r x

√2

λ)

0,6

]

Dimana:

λ = [Ec x h3

12 x (1 − υ2)x Ks]

0,25

λ = [25332084 x 0,253

12 x (1 − 0,22)x 81500]

0,25

λ = 0,8

• Lebar penyebaran beban terpusat:

r = b′

2=

0,6

2= 0,3

Mmax = TTT

2[1 − (r x

√2

λ)

0,6

]

Mmax = 154,13

2[1 − (0,3 x

√2

0,8)

0,6

]

Mmax = 24,392 kNm

• Momen ultimit plat injak arah melintang jembatan:

Mu = KTT x Mmax = 1,8 x 24,392 = 43,905 kNm

3. Pembesian Plat Injak Arah Melintang Jembatan




• Tebal plat injak (h) = 250 mm




𝜌𝑏 =(0,85 x fc′x β1)

𝑓𝑦 x

600

(600 + 𝑓𝑦)

82

𝜌𝑏 =(0,85 x 29,05 x 0,85)

400 x

600

(600 + 400)

𝜌𝑏 = 0,05247 x 0,6 = 0,031482

Rmax = 0,75 x ρb x fy [1 − 0,5 x 0,75 x ρb x fy

(0,85 x fc′) ]

Rmax = 0,75 x 0,031482 x 400 [1 − 0,5 x 0,75 x 0,031482 x 400

(0,85 x 29,05) ]

Rmax = 9,4446 [0,8087557]

Rmax = 7,6384

• Faktor reduksi kekuatan lentur (Φ) = 0,80

• Faktor reduksi kekuatan geser (Φ) = 0,75

• Tebal efektif slab beton (d) = h – d’ = 250 – 40 = 210 mm

• Ditinjau slab selebar 1 meter (b) = 1000 mm

• Momen rencana ultimit (Mu) = 43,905 kNm

• Momen nominal rencana (Mn)

Mn =Mu

Φ

Mn =43,905

0,8

Mn = 54,881 kNm

• Faktor tahanan momen (Rn)

Rn =Mn x 106

(b x d2)

Rn =54,881 x 106

(1000 x 2602)

Rn = 0,8118

Rn (0,8118) < Rmax (7,6384 ) (OK)


ρ = 0,85fc′

fy[1 − √{1 − 2 x

Rn

(0,85 x fc′)}]

ρ = 0,85 29,05

400 [1 − √{1 − 2 x

0,8118

(0,85 x 29,05)}]

ρ = 0,00206

83


ρmin = 25% 1,4

fy

ρmin = 25% 1,4

400

ρmin = 0,000875


• Luas tulangan yang digunakan

As = ρ x b x d

As = 0,00206 x 1000 x 210

As = 432,6 mm2

• Diameter tulangan yang digunakan : D13 mm


s =π

4 D2

b

𝐴𝑠

s =π

4 132

1000

432,6

s = 306,82 mm

• Digunakan tulangan D13 – 150 mm

As =π

4 D2

b

s

As =π

4 132

1000

150

As = 884,882 mm2

84

IV.1.2.2 Plat Injak Arah Memanjang Jembatan

Gambar IV.11 Pembebanan Plat Injak Arah Memanjang


YOGYAKARTA


• Beban hidup plat injak berupa beban roda ganda oleh truk (beban T) yang

besarnya T = 112,5 kN

• Faktor beban ultimit: KTT = 1,8

• Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil DLA = 0,37

• Beban truk TTT = (1 + DLA) x T = (1 + 0,37) x 112,5 kN = 154,13 kN

2. Momen Pada Plat Injak

• Tebal plat injak (h) = 0,25 m

• Tebal lapisan aspal (ta) = 0,1 m

• Lebar bidang kontak roda truk (a) = 0,3 m

• a’ = a + ta = 0,4



• Angka poison (𝛖) = 0,2

• Standard Modulus of Soil Reaction (Ks) = 81500 kN/m3

0,25 m 0,25 m

85

• Modulus elastic beton (Ec) = 25332,084 MPa = 25332084 kN/m2

• Momen maksimum pada plat injak akibat beban roda dihitung dengan rumus:

Mmax = TTT

2[1 − (r x

√2

λ)

0,6

]

Dimana:

λ = [Ec x h3

12 x (1 − υ2)x Ks]

0,25

λ = [25332084 x 0,253

12 x (1 − 0,22)x 81500]

0,25

λ = 0,8

• Lebar penyebaran beban terpusat:

r = a′

2=

0,4

2= 0,2

Mmax = TTT

2[1 − (r x

√2

λ)

0,6

]

Mmax = 154,13

2[1 − (0,3 x

√2

0,8)

0,6

]

Mmax = 35,767 kNm

• Momen ultimit plat injak arah melintang jembatan:

Mu = KTT x Mmax = 1,8 x 35,767 = 64,381 kNm

3. Pembesian Plat Injak Arah Memanjang Jembatan








𝜌𝑏 =(0,85 x fc′x β1)

𝑓𝑦 x

600

(600 + 𝑓𝑦)

𝜌𝑏 =(0,85 x 29,05 x 0,85)

400 x

600

(600 + 400)

86

𝜌𝑏 = 0,05247 x 0,6 = 0,031482


(0,85 x fc′) ]

Rmax = 0,75 x 0,031482 x 400 [1 − 0,5 x 0,75 x 0,031482 x 400

(0,85 x 29,05) ]

Rmax = 9,4446 [0,8087557]

Rmax = 7,6384







Mn =Mu

Φ

Mn =64,381

0,8

Mn = 80,476 kNm


Rn =Mn x 106

(b x d2)

Rn =80,476 x 106

(1000 x 2102)

Rn = 1,8248

Rn (1,8248) < Rmax (7,6384 ) (OK)


ρ = 0,85fc′

fy[1 − √{1 − 2 x

Rn

(0,85 x fc′)}]

ρ = 0,85 29,05

400 [1 − √{1 − 2 x

1,8248

(0,85 x 29,05)}]

ρ = 0,00474

87


ρmin = 25% 1,4

fy

ρmin = 25% 1,4

400

ρmin = 0,000875



As = ρ x b x d

As = 0,00474x 1000 x 210

As = 995,4 mm2



s =π

4 D2

b

As

s =π

4 192

1000

995,4

s = 284,84 mm


As =π

4 D2

b

s

As =π

4 192

1000

200

As = 1417,6 mm2

Gambar IV.12 Pembesian Plat Injak

D19-200

88

IV.1.3 Analisis Tiang Sandaran

1. Berat Pada Tiang Sandaran

Gambar IV.13 Detail Tiang Sandaran

Berat beton bertulang = 25 kN/m3

Berat parapet untuk panjang L = 1 m

No. b

(m)

h

(m) Shape

L

(m)

Berat

(kN/m) Lengan Momen

1 0.240 0.6 1 1 3,6 0,144 0,5184

2 0.240 0.35 1 1 2,1 0,358 0,7518

3 0.284 0.35 0.5 1 1.242 0,512 0,6359

4 0.524 0.25 1 1 3.275 0,561 1,8373

Total PMS= 10.218 MMs = 3,7434

89

2. Beban Hidup Pada Pedestarian

Gambar IV.14 Beban Horizontal pada Tiang Sandaran

Beban hidup pada pedestarian per meter lebar tegak lurus bidang gambar:

Jenis Beban Gaya Lengan Momen

(kN) (m) (kNm)

Beban horisontal pada sandaran (H1) 10 1,265 12,65

Momen akibat beban hidup pada pedestrian MTP = 12,65

3. Momen Ultimit Rencana Slab Trotoar

• Faktor beban ultimit untuk berat sendiri pedestarian KMS = 1,3

• Factor beban ultimit untuk beban hidup pedestarian KTP = 2

• Momen akibat berat sendiri pedestarian MMS = 3,7434 kNm

• Momen akibat beban hidup pedestarian MTp = 12,65 kNm

• Momen ultimit rencana slab trotoar Mu = 30,166 kNm

4. Pembesian Slab Trotoar

• Mutu beton K-00

• Mutu baha U - 39





H1 = 10 kN

90



𝜌𝑏 =(0,85 x fc′x β1)

𝑓𝑦 x

600

(600 + 𝑓𝑦)

𝜌𝑏 =(0,85 x 24,9 x 0,85)

400 x

600

(600 + 400)

𝜌𝑏 = 0,026985


(0,85 x fc′) ]

Rmax = 0,75 x 0,031482 x 400 [1 − 0,5 x 0,75 x 0,031482 x 400

(0,85 x 24,9) ]

Rmax = 5,671145







Mn =Mu

Φ

Mn =30,16642

0,8

Mn = 37,708 kNm


Rn =Mn x 106

(b x d2)

Rn =37,708 x 106

(1000 x 2102)

Rn = 1,8248

Rn (0,8550) < Rmax (5,671145 ) (OK)


ρ = 0,85fc′

fy[1 − √{1 − 2 x

Rn

(0,85 x fc′)}]

91

ρ = 0,85 24,9

400 [1 − √{1 − 2 x

0,8550

(0,85 x 24,9)}]

ρ = 0,00218


ρmin = 25% 1,4

fy

ρmin = 25% 1,4

400

ρmin = 0,000875



As = ρ x b x d

As = 0,00218 x 1000 x 210

As = 458,359 mm2



s =π

4 D2

b

As

s =π

4 192

1000

458,359

s = 618,823 mm


As =π

4 D2

b

s

As =π

4 192

1000

200

As = 1417,6 mm2

• Untuk tulangan longitudinal diambil 50% tulangan pokok

As′ = 50% x As

As′ = 50% x 1417,6

As′ = 709,107 mm2

• Diameter tulangan yang digunakan D13


s =π

4 D2

b

As

92

s =π

4 132

1000

709,107

s = 187,258 mm


As =π

4 D2

b

s

As =π

4 192

1000

187,258

As = 737,698 mm2

IV.1.4 Analisis Balok Girder Bentang 30,8 Meter

Gambar IV.15 Potongan Melintang Bentang 30,8 meter

Balok girder adalah sebuah balok yang menghubungkan dua penyangga dapat

berupa pilar ataupun Abutment pada suatu jembatan yang memiliki fungsi utama untuk

menahan gaya lentur yang ditimbulkan oleh beban-beban di atasnya.

Balok prategang yang digunakan adalah balok prategang sistem pasca tarik (post

– tension). Data – data teknik balok prategang sebagai berikut:

Tabel IV.9 Data Jembatan Tanjung Baru

Uraian Notasi Dimensi Satuan

Panjang balok prategang L 30,8 m

Jarak antara balok prategang S 2,22 m

Tebal plat lantai jembatan ho 0,25 m

Tebal genangan air hujan th 0,10 m

0,25

93

Tabel IV.10 Berat Isi

No Uraian Notasi Berat Satuan

1 Berat beton prategang wc 25,50 kN/m3

2 Berat beton bertulang wc’ 25,00 kN/m3

3 Beton Wc’’ 24,00 kN/m3

4 Berat aspal Waspal 22,00 kN/m3

5 Berat jenis air Ww 9,80 kN/m3

Gambar IV.16 Dimensi Balok Girder Prategang

Tabel IV.11 Dimensi Balok Prategang

Kode Lebar (m) Kode Tebal (m)

b1 0,60 h1 0,07

b2 0,80 h2 0,13

b3 0,30 h3 0,12

b4 0,20 h4 1,25

b5 0,25 h5 0,25

b6 0,70 h6 0,25

H 1,7

94

IV.1.5 Material Balok Girder Prategang

Balok prategang terdiri dari beton dan kabel prestress, spesifikasi dari bahan

material beton prategang sebagai berikut:

1. Beton

• Mutu beton girder prestress = K-500


• Modulus elastik beton (EC = 4700 √fc’) = 30277,632 MPa

• Angka poisson (υ) = 0,2

• Modulus geser (G= 𝐸𝑐

[2 𝑥 (1+υ )]) = 12.615,68 MPa

• Koefisien muai panjang untuk beton (α) = 0,00001

• Kuat tekan beton pada keadaan awal (saat transfer)

• fci = 0,80 x fc’ = 33,20 MPa

• Tegangan ijin beton saat penarikan:

• Tegangan ijin tekan = 0,60 x fci = 19,92 MPa

• Tegangan ijin tarik = 0,50 x√ fci = 2,880972 MPa

• Tegangan ijin beton pada keadaan akhir:

• Tegangan ijin tekan = 0,45 x fc = 18,68 MPa

• Tegangan ijin tarik = 0,50 x√fc’= 3,22 MPa

• Mutu beton plat lantai jembatan = K-350


• Modulus elastik beton (EC = 4700 √fc’) = 25.332,0844 MPa

2. Baja Prategang

• Jenis strands Uncoated 7 wire super strands ASTM A-416 grade 270

• Tegangan leleh strand (fpy) = 1580 MPa

• Kuat tarik strand fpu = 1860 MPa

• Diameter nominal strands (D) = 12,7 mm (=1/2")

• Luas tampang nominal satu strands (Ast ) = 98.7 mm2

• Beban putus minimal satu strands (Pbs) = 187.32 kN (100% UTS)

• Jumlah kawat untaian (strands cable) 19 kawat untaian / tendon

• Diameter selubung ideal 84 mm

95

• Luas tampang strands 1875.3 mm2

• Beban putus satu tendon (Pb1) = 3559.1 kN (100% UTS)

• Modulus elastis strands (Es) = 193000 MPa

• Tipe dongkrak VSL 19

3. Baja Tulangan

• Baja tulangan ≥ D-13 mm menggunakan BJTD 40/fy = 400 Mpa

• Baja tulangan < D-13 mm menggunakan BJTD 24/fy = 240 Mpa

IV.1.6 Penentuan Lebar Efektik Plat Lantai

Gambar IV.17 Lebar Efektif Plat Lantai

• Lebar efektif plat (Be) diambil nilai terkecil dari:

L = 30,8 m

L

4= 7,7 m

s = 2,22 m

12 x ho = 12 x 0,25 = 3 m

• Diambil lebar efektif plat lantai (Be) = 2,22 m

• Kuat tekan beton plat (fc’(plat)) = 29,05 MPa

• Kuat tekan beton balok (fc’(balok)) = 41,50 MPa

• Modulus elastik plat beton (Eplat) = 25.332,0844 MPa

• Modulus elastik balok beton prategang:

Ebalok = 0,043 x (Wc)1,5 x √(fc’) = 32600 MPa

96

• Nilai perbandingan modulus elastik plat dan balok

n =Eplat

Ebalok =

25.332,0844

32600= 0,777058

• Jadi lebar pengganti beton plat lantai jembatan:

Beff = n x Be

Beff = 0,777058 x 2,22 m

Beff = 1,73 m

Gambar IV.18 Dimensi Lebar Efektif Plat Lantai

IV.1.7 Section Properties Balok Girder

Gambar IV.19 Letak Titik Berat Balok Girder

97


No.

Dimensi Luas

Tampang

A

(m2)

Jarak

thd

alas

y

(m)

A*y

(m3)

A*y2

(m4)

Inersia momen

Io

(m4)

Lebar

b

(m)

Tinggi

h

(m)

1 0.6 0.07 0.042 1,67 0,06993 0,11643 0,00002

2 0.8 0.13 0.104 1,57 0,16276 0,25472 0,00015

3 0.3 0.12 0.036 1,46 0,05256 0,07674 0,00003

4 0.2 1.25 0.25 0,88 0,21875 0,19141 0,03255

5 0.25 0.25 0.0625 0,33 0,02083 0,00694 0,00022

6 0.7 0.25 0.175 0,13 0,02188 0,00273 0,00091

Total 0.6695 0.54671 0.64898 0,03387

• Tinggi total balok prategang (h) = 1,7 m

• Luas penampang balok prategang (A) = 0.6695 m2

• Tebal Plat Lantai (h0) = 0,25 m

• Lebar Efektif (Beff) = 1,73 m

• Letak titik berat :

yb =ΣA x y

ΣA

yb = 0.54671

0,6695

yb = 0,8166 m

ya = h – yb

ya = 1,7 – 0,8166 = 0,8834 m

• Momen inersia terhadap alas balok:

Ib = ΣA x y2 + ΣIo = 0.64898+ 0,03387 = 0,68285 m4

• Momen inersia terhadap titik berat balok:

Ix = Ib – (ΣA x yb2) = 0,68285 – (0,6695 x 0,81662) = 0,23641 m4

• Tahanan momen sisi atas:

Wa =Ix

𝑦𝑎=

0,23641

0,8834= 0,26761 m3

• Tahanan momen sisi bawah:

Wb =Ix

𝑦𝑏=

0,23641

0,8166= 0,28951 m3

98

IV.1.8 Section Properties Balok Komposit (Balok Prategang + Plat)

Balok komposit dalam hal ini adalah perpaduan antara balok prategang dengan

pelat lantai. Oleh karena itu dalam perhitungan momen inersia ditentukan dengan

perpaduan keduanya.

Gambar IV.20 Letak Titik Berat Balok Komposit

Tabel IV.13 Section Properties Balok Komposit

No.

Dimensi

Luas

Tampang

A (m2)

Jarak

thd

alas

y

(m)

A*y

(m3)

A*y2

(m4)

Inersia momen

Ico

(m4)

Lebar

b

(m)

Tinggi

h

(m)

0 1,73 0.25 0,43127 1,83 0,78706 1,43639 0,00225

1 0.6 0.07 0,04200 1,67 0,06993 0,11643 0,00002

2 0.8 0.13 0,10400 1,57 0,16276 0,25472 0,00015

3 0.3 0.12 0,03600 1,46 0,05256 0,07674 0,00003

4 0.2 1.25 0,25000 0,88 0,21875 0,19141 0,03255

5 0.25 0.25 0,06250 0,33 0,02083 0,00694 0,00022

6 0.7 0.25 0,17500 0,13 0,02188 0,00273 0,00091

Total 1.10077 1,33377 2,08536 0,03612


• Luas penampang balok prategang (A) = 1,10077 m2



99


ybc =ΣA x y

ΣA

ybc = 1,33377

1,10077

ybc = 1,2117 m

yac = h – ybc

yac = 1,95 – 1,2117 = 0,7383 m


Ibc = ΣAc x y2 + ΣIoo = 2,08536+ 0,03612 = 2,12148 m4

• Momen inersia terhadap titik berat balok komposit:

Ixc = Ibc – (A x ybc2) = 2.12148 – (1,10077 x 1,2117 2) = 0,50539 m4

• Tahanan momen sisi atas plat:

Wac =Ixc

yac=

0,50539

0,7383= 0,68451 m3

• Tahanan momen sisi atas balok:

W′ac =Ixc

yac − h0=

0,50539

0,7383 − 0,25= 1,40174 m3

• Tahanan momen sisi bawah balok:

Wbc =Ixc

ybc=

0,50539

1,2117= 0,417 m3

IV.1.9 Pembebanan Balok Prategang

Pembebanan pada balok prategang digunakan untuk mengetahui apakah

penampang balok tersebut bisa menahan beban – beban yang bekerja pada penampang.

IV.1.9.1 Berat Sendiri Balok Prategang (MS)

Berat sendiri terdiri dari balok prategang , berat balok diafragma dan plat lantai

jembatan. Berikut ini akan dijelaskan masing – masing:

1. Berat Diafragma

- Ukuran diafragma:

• Tebal = 0,15 m

• Lebar = 1,84 m

• Tinggi = 1,25 m

100

- Berat 1 buah diafragma (W) = 0,15 m x 1,84 m x 1,25 m x 25 kN/m = 8,62 kN

- Jumlah diafragma (n) = 6 buah

- Berat diafragma (Wdiafragma) = 51,72 kN

- Panjang bentang (L) = 30,8 m

- Jarak diafragma:

• X2 = 12,5 m

• X1 = 6,25 m

• X0 = 0 m

- Momen maksimum ditengah bentang L:

Mmax = (1

2 x n x X2 − X2−X1 − X0) x W

Mmax = (1

2 x 6 x 10,5 − 12,5 − 6,25 − 0) x 8,6

Mmax = 269,531 kNm

- Berat diafragma ekivalen:

• Qdiafragma = 8 x 𝑀𝑀𝑎𝑥

𝐿2

= 8 x 269,531

30,82 = 2,273 kN/m

2. Berat Balok Prategang

- Panjang balok prategang (L) = 30,8 m

- Luas penampang (A) = 0.6695 m2

- Berat balok prategang +10%

W = A x L x wc’

W = 0,6995 x 30,8 x 25

W = 515,5 Kn

Wbalok = W +10%

= 515,6 Kn

Qbalok = Wbalok

L

Qbalok = 515,6

30,8

Qbalok = 16,741 kN/m

101

3. Gaya Geser dan Momen Akibat Berat Sendiri

Untuk perhitungan dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Beban (QMS) = A x w kN/m

Panjang bentang (L) = 30,8 m

Gaya geser (VMS) = ½ x QMS x L kN

Momen (MMS) = 1/8 x QMS x L2 kNm

Tabel IV.14 Berat Sendiri Struktur Atas

No Jenis beban berat sendiri

Lebar b

(m)

Tebal h

(m)

Luas A

(m2)

Berat sat w

(kN/m3)

Beban Qms

(kN/m)

Geser Vms

(kN)

Momen Mms

(kNm)

1 Balok

prategang 16,741 257,808 1985,118

2 Plat lantai 1,73 0,25 0,431 25,00 10,782 166,038 1278,491

3 Deck slab 1,680 0,07 0,118 25,00 2,940 45,276 348,625

4 Diafragma 2,273 35,004 269,531

Total : 32,735 504,125 3881,765

IV.1.9.2 Beban Mati Tambahan (MA)

Beban mati tambahan (superimposed dead load) adalah berat seluruh bahan

yang menimbulkan suatu beban pada balok (girder) jembatan yang merupakan elemen

non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan. Girder jembatan

direncanakan mampu memikul beban mati tambahan berupa lapisan aspal dan genangan

air hujan.

• Beban (QMA) = A x w kN/m

• Panjang bentang (L) = 30,8 m

• Gaya geser (VMA) = ½ x QMA x L kN

• Momen (MMA) = 1/8 x QMA x L2 kNm

Tabel IV.15 Beban Mati Tambahan


Lebar b

(m)

Tebal h

(m)

Luas A

(m2)

Berat sat w

(kN/m3)

Beban QMA

(kN/m)

Geser VMA

(kN)

Momen MMA

(kNm)

1 Lapisan aspal + overlay

1,73 0,05 0,086253 25,00 2,156335 33,20757 255,6983

2 Air hujan 1,73 0,05 0,086253 25,00 2,156335 33,20757 255,6983

102

IV.1.9.3 Beban Lajur “D” (TD)

Beban lajur “D” terdiri dari beban terbagi merata (BTR), UDL dan beban garis

(Knife Edge Load), UDL mempunyai intensitas q (KPa) yang besarnya tergantung pada

total L yang dibebani dan dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

q = 9,0 x (0,5 x 15

L) > 30 𝑚

KEL mempunyai intensitas (p) = 49,0 kN/m (RSNI T – 02 – 2005 hal 16)

Faktor beban dinamis (DLA) untuk panjang bentang 30,8 m adalah 0,4

Untuk perhitungan beban dan momen akibat beban “D” dapat dilihat sebagai berikut:

• Panjang balok (L) = 30,8 m

• Jarak antara prategang (s) = 2,22 m

• Beban merata:

q = 9,0 x (0,5 + 15

L) > 30 𝑚

q = 9,0 x (0,5 + 15

30,8)

q = 8,883 kPa

• Beban merata pada balok:

QTD = q x s

QTD = 8,883 x 2,22

QTD = 19,720 kN/m

• Beban terpusat pada balok:

PTD = (1 + DLA) x p x s

PTD = (1 + 0,40) x 49,0 x 2,22

PTD = 152,292 kN

• Gaya geser dan momen maksimum pada balok akibat beban lajur:

- Gaya geser:

VTD = 1

2 x QTDx L +

1

2x PTD

VTD = 1

2 x 19,720 x 30,8 +

1

2x 152,292

VTD = 379,838 kN

- Momen Maksimum:

TOTAL 4,312671 66,41513 511,3965

103

MTD = 1

8 x QTDx L2 +

1

4x PTDx L

MTD = 1

8 x 19,720 x 30,82 +

1

4x 152,292 x 30,8

MTD = 3511,077 kNm

IV.1.9.4 Gaya Rem (TB)

Pengaruh pengereman dari lalu lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah

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

Gambar IV.21 Beban Rem (TB)


YOGYAKARTA


• Jumlah balok prategang (nbalok) = 7

• Gaya rem (HTB) = 250 kN (L<80 m)

• Jarak antara balok prategang (s) = 2,22 m

TTB = HTB

nbalok

TTB = 250

7

TTB = 41,667 kN

• Gaya rem (TTB) = 5% beban lajur “D” tanpa factor beban dinamis

QTD = q x s

QTD = 8,883 x 2,22

QTD = 19,720 kN/m

• PTD = P x S

PTD = 49,0 x 2,22 = 108,78 kN

• TTB = 0,05 (QTD x L + PTD)

TTB = 0,05 (19,720 x 30,8 + 108,78 )

TTB = 35,808 kN

104

Diambil gaya rem TTB = 41,667 kN

• Lengan terhadap titik berat balok:

y = 1,80 + ha + yac

y = 1,80 + 0,10 + 0,7383

y = 2,6383 m

• Beban momen akibat gaya rem:

M = TTB x y

M = 41,667 x 2,6383

M = 109,93 kNm

• Gaya geser dan momen maksimum pada balok akibat gaya rem:

a. Gaya geser:

VTB = M

L

VTB = 109,93

30,8

VTB = 3,57 kN

b. Momen maksimum:

MTB = 1

2x M

MTB = 1

2 x 109,93

MTB = 54,97 kNm

IV.1.9.5 Beban Angin (EW)



1,46 N/mm, tegak lurus dan bekerja 1800 mm di atas permukaan jalan (SNI 1725:2016).

Gambar IV.22 Beban Angin (EW)

X

105


YOGYAKARTA

TEW = 1,46 N/mm

L = 30,8 m

Bidang vertikal yang ditup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan

tinggi 2 m diatas lantai jembatan.

h = 2 m

Jarak antara roda kendaraan (x) = 1,75 m

Transfer beban angin ke lantai jembatan

QEW = [1

2 x

h

X x TEW]

QEW = [1

2 x

2

1,75 x 1,46]

QEW = 0,834 kN/m

Gaya geser dan momen maksimum akibat beban angin:

a. Gaya geser:

VTB = 1

2 x QEW x L

VTB = 1

2 x 0,834 x 30,8

VTB = 12,844 kN

b. Momen maksimum:

MTB = 1

8x QEW x L2

MTB = 1

8 x 0,834 x 30,82

MTB = 98,896 kNm

IV.1.9.6 Beban Gempa (EQ)

Gaya gempa vertikal pad balok prategang dihitung dengan menggunakan

percepatan vertikal ke bawah minimal sebesar 0,10 x g (g = gravitasi) atau dapat diambil

50% koefisien gempa horizontal static ekivalen.

• Koefisien beban gempa horizontal:

Kh = C x s

• Waktu getar struktur dihitung dengan rumus:

106

T = 2 x π x √[Wt

(g x Kp)]

Dimana:

Wt = berat total yang berupa berat sendiri dari beban mati tambahan.

Kp = kekakuan struktur yang merupakan gaya horizontal diperlukan untuk

menimbulkan satu satuan lendutan.

• Percepatan gravitasi bumi (g) = 9,81 m/det2

• Berat sendiri (QMS) = 32,735 kN/m

• Berat mati tambahan (QMA) = 4,312671 kN/m

• Panjang bentang balok (L) = 30,8 m

• Berat total yang berupa berat sendiri dan berat mati tambahan:

Wt = (QMS + QMA ) x L

Wt = (32,735 + 4,312671) x 30,8

Wt = 1141,081 kN

• Momen inersia balok prategang (Ixc) = 0,50539 m4

• Modulus elastik (Ec) = 30277,632 MPa = 30277632 kPa

• Kekakuan balok prategang:

Kp = 48 x Ec x Ixc

L3

Kp = 48 x 30277632 x 0,50539

30,83

Kp = 25138,32 kN/m

• Waktu getar:

T = 2 x π x √[Wt

(g x Kp)]

T = 2 x π x √[1141,081

(9,81 x 25138,32 )]

T = 0,427 detik

Untuk lokasi di wilayah gempa Zona 3, dari kurva RSNI 2833 – 2016 diperoleh

koefisien geser dasar C = 0,18

Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis beton prategang penuh

berdasarkan Standar Pembebanan untuk jembatan nilai s = 1,3 F

107

Dengan, F = 1,25 – 0,025 x n dan F harus diambil ≥ 1

F = factor perangkaan n = jumlah sendi plastis yang menahan deforms arah lateral

• Jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral n = 1

F = 1,25 – (0,025 x n)

F = 1,25 – (0,025 x 1) = 1,225

• Faktor tipe struktur:

S = 1,3, x F

S = 1,3 x 1,225

S = 1,5925

• Koefisien beban gempa:

Kh = C x S

Kh = 0,18 x 1,5925

Kh = 0,28665

• Koefisien beban gempa vertikal:

Kv = 50% x Kh

Kv = 50% x 0,28665

Kv = 0,143 < 1,00

• Gaya gempa vertikal:

TEQ = Kv x Wt

TEQ = 0,143 x 1141,081

TEQ = 163,545 kN

• Beban gempa vertikal:

QEQ = TEQ

L

QEQ = 163,545kN

30,8 m

QEQ = 5,3099 kN/m

• Gaya geser dan momen maksimum akibat gempa vertikal:

a. Gaya geser:

VEQ = 1

2 x QEQ x L

VEQ = 1

2 x 5,3099 x 30,8

VEQ = 81.77272 kN

108

b. Momen maksimum:

MEQ = 1

8x QEQ x L2

MEQ = 1

8x 5,3099 x 30,82

MEQ = 629,6499 kNm

IV.1.10 Resume Momen dan Gaya Geser Pada Balok

Tabel IV.16 Resume Momen dan Gaya Geser Pada Balok Girder

No Jenis beban Kode

beban

Q

(kN/m)

P

(kN)

M

(kNm) Keterangan

1 Berat balok

prategang

Balok 16,741 - -

Beban merata, Qbalok

2 Berat plat Plat 5,75 - - Beban merata, Qplat

3 Berat sendiri MS 32,735 - - Beban merata, QMS

4 Mati tambahan MA 4,312671 - - Beban merata, QMA

5 Lajur “D” TD 19,72026 152,292

- Beban merata, QTD

dan terpusat PTD

6 Gaya rem TB - - 109,9303

Beban merata, QTB

7 Angin EW 1,008 - - Beban merata, QEW

8 Gempa EQ 5,309917 - - Beban merata, QEQ

Untuk mencari besar momen maksimum dan gaya geser maksimum disepanjang

balok maka persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:

Tabel IV.17 Persamaan Momen dan Gaya Geser Pada Balok Girder

Panjang bentang balok, L = 30,8 m

No Jenis beban Persamaan Momen Persamaan Gaya Geser

1 Berat sendiri (MS) Mx = ½ x QMS (L x X – X2) Vx = QMS (L/2 – X)

2 Mati Tambahan (MA) Mx = ½ x QMA (L x X – X2) Vx = QMA (L/2 – X)

3 Lajur “D” (TD) Mx = ½ x QTD (L x X – X2)

+ ½ x PTD x X

Vx = QTD (L/2 – X) + ½ x PTD

4 Gaya rem (TB) Mx = X/L x MTB Vx = MTB /L

5 Angin (EW) Mx = ½ x QEW (L x X – X2) Vx = QEW (L/2 – X)

6 Gempa (EQ) Mx = ½ x QEQ (L x X – X2) Vx = QEQ (L/2 – X)

109

Tabel IV.18 Momen Pada Balok Girder

Jarak X

(m)

Momen pada balok prategang akibat beban KOMB. I KOMB. II KOMB. III KOMB. IV

Berat Balok

Berat sendiri

Mati Tambahan

Lajur "D"

Rem Angin Gempa MS+MA+TD+TB MS+MA+TD+EW MS+MA+TD+TB+EW MS+MA+EQ

MS MA TD TB EW EQ

(kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1,5 318,6425 737,535 97,165 542,530 5,49651 22,7104 121,512 1382,727 1399,941 1405,437 956,2126

3,1 609,4268 1397,436 184,103 1038,291 10,993 43,0303 234,188 2630,822 2662,86 2673,853 1815,726

4,6 872,3528 1979,700 260,812 1487,284 16,4895 60,9596 338,027 3744,286 3788,756 3805,245 2578,54

6,2 1107,42 2484,330 327,294 1889,508 21,9861 76,4983 433,03 4723,117 4777,63 4799,616 3244,654

7,7 1314,63 2911,324 383,547 2244,963 27,4826 89,6465 519,197 5567,317 5629,481 5656,964 3814,069

9,2 1493,981 3260,683 429,573 2553,650 32,9791 100,404 596,528 6276,885 6344,31 6377,289 4286,784

10,8 1645,474 3532,407 465,371 2815,568 38,4756 108,771 665,022 6851,821 6922,117 6960,592 4662,8

12,3 1769,109 3726,495 490,941 3030,718 43,9721 114,747 724,68 7292,126 7362,901 7406,873 4942,116

13,9 1864,885 3842,948 506,283 3199,099 49,4686 118,333 775,502 7597,798 7666,663 7716,132 5124,733

15,4 1932,803 3881,765 511,397 3320,712 54,9651 119,529 817,488 7768,839 7833,402 7888,368 5210,65

110

Tabel IV.19 Gaya Geser Pada Balok Girder

Jarak X

(m)

Geser pada balok prategang akibat beban KOMB. I KOMB. II KOMB. III KOMB. IV

Berat Balok

Berat sendiri

Mati Tambahan

Lajur "D"


MS MA TD TB EW EQ


0 257,808 504,125 66,415 379,838 3,569 15,523 81,773 953,948 965,902 969,471 652,313

1,5 232,027 453,713 59,774 349,469 3,569 13,971 73,595 866,524 876,926 880,495 587,082

3,1 206,246 403,300 53,132 319,100 3,569 12,419 65,418 779,101 787,951 791,520 521,851

4,6 180,465 352,888 46,491 288,730 3,569 10,866 57,241 691,678 698,975 702,544 456,619

6,2 154,685 302,475 39,849 258,361 3,569 9,314 49,064 604,255 609,999 613,569 391,388

7,7 128,904 252,063 33,208 227,992 3,569 7,762 40,886 516,831 521,024 524,593 326,157

9,2 103,123 201,650 26,566 197,623 3,569 6,209 32,709 429,408 432,048 435,617 260,925

10,8 77,342 151,238 19,925 167,254 3,569 4,657 24,532 341,985 343,073 346,642 195,694

12,3 51,562 100,825 13,283 136,884 3,569 3,105 16,355 254,562 254,097 257,666 130,463

13,9 25,781 50,413 6,642 106,515 3,569 1,552 8,177 167,138 165,122 168,691 65,231

15,4 0,000 0,000 0,000 0,000 3,569 0,000 0,000 3,569 0,000 3,569 0,000

111

Gambar IV.23 Diagram Momen (Bending Moment Diagram) Balok Prategang

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

M (

kNm

)

X (m)

KOMB I KOMB II KOMB III KOMB IV

112

Gambar IV.24 Diagram Gaya Geser (Shearing Force Diagram) Balok Prategang

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

V (

kN)

X (m)


113

IV.1.11 Gaya Prategang, Eksentrisitas dan Jumlah Tendon

Gaya prategang adalah gaya yang diperlukan untuk menahan semua beban yang

terja akibat beban sendiri maupun beban luar yang terjadi. Perhitungan gaya prategang

sebagai berikut:

IV.1.11.1 Kondisi Awal (Saat Transfer)

Data beton prategang:


• Kuat tekan (fc’) = 0,83 x K x 100 = 41500 kPa

• Kuat tekan beton pada kondisi awal transfer (saat transfer)

fci’ = 0,80 x fc’ = 33200 kPa

• Section properties

Wa = 0,26761 m3

Wb = 0,28951 m3

• Luas (A) = 0,670 m2

• Ditetapkan jarak titik berat tendon terhadap alas balok Z0 = 0,1375 m

• Eksentrisitas tendon (es) = yb – Z0 = 0,8166 – 0,1375 = 0,6791 m

• Momen akibat berat sendiri balok (Mbalok) = 1985,118 kNm

• Tegangan di serat atas

0 = − Pt

A+ Pt x

es

Wa−

Mbalok

Wa (persamaan 1)

• Tegangan di serat bawah

0,6 x fci′ = − Pt

A− Pt x

es

Wb+

Mbalok

Wb (persamaan 2)

• Besar gaya prategang awal:

a. Dari persamaan (1):

Pt = Mbalok

(es − Wa

A )

Pt = 1985,118

(0,6791 − 0,26761

0,670 )

Pt = 7105,63

114

b. Dari persamaan (2)

Pt = [0,6 x fci′ x Wb + Mbalok]

( Wb

A + es )

Pt = [0,6 x 33200 x 0,28951 + 1985,118]

( 0,28951

0,670 + 0,6791)

Pt = 6974,37 kN

Diambil besarnya gaya prategang Pt = 6974,37 kN

IV.1.11.2 Kondisi Akhir

Digunakan kabel yang terdiri dari beberapa kawat baja untaian “Stands cable”

standar VSL, dengan data sebagai berikut:

• Tegangan leleh strands (fpy) = 1580000 kPa

• Kuat tarik strands (fpu) = 1860000 kPa

• Diameter nominal strands (D) = 0,01270 m (1/2”)

• Luas tampang nominal satu strands (Ast) = 0,00010 m2

• Beban putus minimal satu strands (100% UTS atau 100% beban putus)

Pbs = 187,32 kN

• Jumlah kawat untaian (strands cable) 19 untaian kawat tiap tendon

• Diameter selubung ideal = 84 mm

• Luas tampang strands = 0,00188 m2

• Beban putus satu tendon (100% UTS atau 100% beban putus)

Pb1 = 3559,08 kN

• Modulus elastisitas Es = 190.000.000 kPa


Untuk mencari gaya prategang saat jacking digunakan dua persamaan berikut ini:

• Gaya prategang awal (Pt) = 6974,37 kN

• Beban putus satu tendon (Pb1) = 3559,08 kN

• Beban putus minimal satu strands (Pbs) = 187,32 kN

• Gaya prategang saat jacking:

Pj = Pt

0,85 persamaan (1)

Pj = 0,85 x Pb1 x nt persamaan (2)

115

Dari persamaan (1) dan (2) diperoleh jumlah tendon yang diperlukan:

nt = Pt

0,85 x 0,80 x Pb1

nt = 6974,37

0,85 x 0,80 x 3559,08

nt = 2,8817 Tendon

Diambil jumlah tendon (nt) = 3 tendon


ns = Pt

(0,85 x 0,80 x Pbs)

ns = 6974,37

(0,85 x 0,80 x 187,32)

ns = 54,7535 strands

Diambil jumlah strands (ns) = 56

Posisis baris tendon:

ns1 = 1 Tendon 18 strands / tendon = 18 strands dg. selubung tendon = 84 mm

ns2 = 1 tendon 19 stands/ tendon = 19


nt = 3 Tendon Jumlahstrands, ns = 56 strands

Persentase tegangan leleh yang timbul pada baja (% force jacking):

Po = Pt

(0,85 x ns x Pbs)

Po = 6974,37

(0,85 x 56 x 187,32)

Po = 78,219% < 80% OK

Gaya prategang yang terjadi akibat jacking:

Pj = Po x Ns x Pbs = 78,219 x 56 x 187,32 = 8205,11 kN

Diperkirakan kehilangan tegangan (loss of prestress) = 30%

Gaya prategang akhir setelah kehilangan tegangan (loss of prestress):

Peff = 70% x Pj = 0,70 x 8205,11 = 5743,577 kN

116

IV.1.11.3 Pembesian Balok Prategang

Gambar IV.25 Pembagian Penulangan Balok prategang

• Tulangan arah memanjang digunakan tulangan D-13 mm

As = 1

4π x D2

As = 1

4π x 0,0132

As = 0,00013 m2

1. Luas tampang bagian bawah:

Abawah = (0,7 x 0,25) + (0,25 x 0,2) + 2(1/2 x 0,25 x 0,25)

Abawah = 0,2875 m2

• Luas tulangan bagian bawah:

As bawah = 0,5% x Abawah

As bawah = 0,5% x 0,2875

As bawah = 0,00144 m2

• Jumlah tulangan:

=As bawah

(π4 x D2)

117

= 0,00144π4 x 132

= 10,84 buah

Digunakan: 12 D 13

2. Luas tampang bagian atas:

Aatas = (0,8 x 0,13) + (0,6 x 0,07) + (0,2 x 0,12) +2(1/2 x 0,3 x 0,12)

Aatas = 0,206 m2

• Luas tulangan bagian atas:

As atas = 0,5% x Aatas

As atas = 0,5% x 0,206

As atas = 0,00103 m2


= As atas

(π4 x D2)

= 0,00103π4 x 132

= 7,78

Digunakan: 10 D 13

3. Luas tampang bagian badan:

Abadan = 176 m2

• Luas tulangan bagian badan:

As badan = 0,5% x Abadan

As badan = 0,5% x 176

As badan = 0,88 m2


Jumlah tulangan = As badan

(π4 x D2)

Jumlah tulangan = 0,88

π4 x 132


Digunakan: 9 D 13

118

IV.1.11.4 Posisi Tendon




sebagai berikut:

1. Posisi Tendon di Tengah Bentang

Diambil jarak dari alas balok ke as baris tendon ke 1 (a) = 0,10 m

Eksentrisitas (es) = 0,6791 m

zo = Yb - es

zo = 0,8166 m – 0,6791 m = 0,138 m

Momen statis tendon terhadap alas

ns x zo = n1x a + n2(a + yd)

yd = ns x (zo − a)

n2

yd = 56 x (0,138 − 0,10)

19

yd = 0,112 m

Diambil yd = 0,150 m

Diameter selubung tendon (dt) = 0,084 m

Jarak bersih vertikal antara selubung tendon:

yd – dt = 0,150 – 0,084 = 0,066 m > 0,025 m (OK)

2. Posisi Tendon Tumpuan

Diambil jarak dari alas balok ke as baris tendon ke 1 (a’) = 0,35 m

yc = letak titik berat tendon terhadap pusat tendon terbawah

Jumlah tendon baris ke-1 : nt1 = 1 tendon 18 Strands 18 strands

Jumlah tendon baris ke-2 : nt2 = 1 tendon 19 strands 19 strands

Jumlah tendon baris ke-3 : nt3 = 1 tendon 19 strands 19 strands nt = 3 tendon Jumlah strands, ns = 56 strands



Jumlah tendon baris ke-3 : nt3 = 1 tendon 19 strands 19 strands Jumlah strands, ns = 56 strands

119

Letak titik berat penampang balok terhadap alas (yb) = 0,8166 m

Momen statis tendon terhadap pusat tendon terbawah:

Tabel IV.20 Momen Statis Tendon

ni yd’ ni * yd’

18 0 0

19 1 19

19 2 38

(𝛴𝑛𝑖 𝑥 𝑦𝑑

𝑦𝑑′) 57

Σni x yd’ =x ye

ye

yd′=

(Σni x yd

yd′)

ns=

57

56= 1,017

ye = yb – a’ = 0,8166 – 0,35 = 0,4666 m

𝑦𝑑′ = ye

[ye

yd′]

= 0,4666

1,017= 0,458 m

zo = a’ + ye = yb = 0,35 + 0,4666 = 0,8166 m

3. Eksentrisitas Masing – Masing Tendon


Nomor

Tendon

Posisi

Tendon di

Tumpuan

zi'

Nomor

Tendon

Posisi Tendon

di Tenggah

Bentang

zi

fi = zi' - zi

x = 0 m m x = 15,4 m m

1 Z1’=a'+2 yd' 1.27 1 Z1 =a+yd 0.25 1.02

2 Z2’=a'+ yd' 0.81 3 Z2 =a 0.10 0.71

3 Z3’=a' 0.35 4 Z3 =a 0.10 0.25

120

Gambar IV.26 Posisi Tendon di Tumpuan Dan di tengah Bentang


YOGYAKARTA

IV.1.11.5 Lintasan Inti Tendon (Cable)


• Eksentrisitas (es = f ) = 0,6791 m

• Persamaan lintasan tendon adalah sebagai berikut:

Y = 4 x f x X

L2x (L − X)

• Dari persamaan diatas dapat diperoleh hasil sebagai berikut:

Tabel IV.22 Lintasan Inti Tendon

X (m) Y (m) X (m) Y (m) X (m) Y (m)

-0,25 -0,022 11 0,624 23 0,514

0 0,000 12 0,646 24 0,467

1 0,085 13 0,663 25 0,415

2 0,165 14 0,673 26 0,357

3 0,239 15 0,679 27 0,294

4 0,307 16 0,678 28 0,224

5 0,369 17 0,672 29 0,149

6 0,426 18 0,660 30 0,069

7 0,477 19 0,642 30,8 0,000

8 0,522 20 0,619 0,25 0,022

9 0,562 21 0,589

10 0,596 22 0,554

• Untuk mencari sudut inti tendon dilakukan dengan data sebagai berikut:

- es = 0,6791 m

- Xo = 0,25 m

- eo = 0,022 m

- es + eo = 0,6791 + 0,022 = 0,7011 m

L

2+ Xo =

30,8

2+ 0,25 = 15,65 m

• Besar sudut adalah:

121

αAB = 2 x (es + eo)

L2 + Xo

= 2 x 0,7011

15,65= 0,089

αBA = 2 x (es + eo)

L2 + Xo

= 2 x 0,7011

15,65= 0,089

IV.1.11.6 Sudut Angkur


Y = 4 x fix X

L2x (L − X)

dy

dx=

4 x fi x (L − 2X)

L2


dy

dx=

4 x fi

L


α = arc Tan (dy

dx)

Dari hasil persamaan tersebut didapat sudut angkur untuk masing – masing tendon seperti

pada tabel berikut ini:

Tabel IV.23 Sudut Angkur Masing – Masing Tendon

Nomor

Tendon

Jumlah

Strand

Diameter

Selubung

Eksentr-

isitas fi (m) dy/dx Sudut Angkur

1 18 84 0,6791 1.02 0,1324 α1 = 0,1316344 rad = 7,542°

2 19 84 0,6791 0.71 0,0922 α2 = 0.0919401 rad = 5,267°

3 19 84 0,6791 0.25 0,0324 α3 = 0.0323887 rad = 1,856°

IV.1.11.7 Tata Letak dan Trace Kabel

Data – data yang digunakan untuk menentukan tata letak trace kabel sebagai

berikut:


• fo = es = 0,6791 m

• yb = 0,8166 m

• f1 = 1.02 m

• f2 = 0.71 m

• f3 = 0.25 m


122

Zi = Zi′ −

4 x fi x X

L2 x (L − X)

Didapat trase untuk masing masing kabel seperti pada tabel IV.22 berikut:

Tabel IV.24 Trase Kabel

Jarak Trace Posisi masing - masing cable

X Zo Z1 Z2 Z3

(m) (m) (m) (m) (m)

0,00 0,8166 0,95 0,65 0,35

1,00 0,732 0,8539 0,5831 0,3264

2,00 0,652 0,7642 0,5207 0,3045

3,00 0,578 0,6810 0,4627 0,2841

4,00 0,510 0,6042 0,4093 0,2652

5,00 0,448 0,5339 0,3604 0,2480

6,00 0,391 0,4700 0,3159 0,2324

7,00 0,340 0,4126 0,2759 0,2183

8,00 0,295 0,3616 0,2405 0,2058

9,00 0,255 0,3171 0,2095 0,1949

10,00 0,221 0,2791 0,1830 0,1856

11,00 0,817 0,2474 0,1610 0,1778

12,00 0,817 0,2223 0,1435 0,1716

13,00 0,817 0,2036 0,1304 0,1671

14,00 0,817 0,1913 0,1219 0,1640

15,00 0,817 0,1855 0,1179 0,1626

15,40 0,817 0,1850 0,1175 0,1625

Lintasan kabel dapat dilihat pada gambar berikut yaitu jarak yang telah di plot

dari letak masing – masing kabel dari ujung balok sampai setengah bentang.

123

Gambar IV.27 Lintasan Masing Masing tendon

IV.1.11.8 Kehilangan Tegangan (Loss of prestress) Pada kabel

Bermacam-macam kehilangan gaya prategang akan menurunkan gaya

prategang menjadi harga yang lebih rendah, sehingga beban yang dipikul balok girder

menjadi lebih rendah pula. Selisih antara gaya prategang akhir dengan gaya prategang

awal dinamakan kehilangan kehilangan prategang. Berikut ini adalah kehilangan gaya

prategang yang terjadi pada balok girder:

A. Kehilangan Langsung (Immediately Loss)

1. Kehilangan Tegangan Akibat Pemendekan Elastis (Elastic Shorting)

Kehilangan tegangan akibat pemendekan elastis dapat dihitung dengan

mengunakan rumus:

Es = n x Pi

Ac

Dimana:

At = luas tampang tendon baja prategang = 0,0056 m2

Ac = luas tampang balok prategang = 669500 mm2

As = luas tampang nominal satu strands = 100 mm2/ strands

As = jumlah strands x luas satu strands = 56 x 100 = 5600 mm2

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Z0 (

m)

X (m)

Z1 Z2 Z3

124

Pi = Pj = 8205,11 kN = 820511 N

Es = modulus elestis baja prategang = 193000 MPa

Ec = modulus elestis beton prategang = 30277,63 MPa

n = Es

Ec=

193000

30277,63= 6,37

- Tegangan pada penampang:

Fc = Pj

As=

820511

5600= 146,519 N/mm2

- Untuk 3 tendon kehilangan akibat pemendekan:

As = 19 strand x 100 mm2 = 1900 mm2

Po = 3 x 146,519 x 1900 = 835158,3 N

Es = n x Po

Ac=

6,37 x 835158,3

669500= 7,946 MPa

- Besar kehilangan rata – rata dari ketiga tendon sebagai berikut:

Es = 7,946

3= 2,648722117 MPa = 26487,22117 KPa

- Kehilangan tegangan akibat pemendekatan elastis:

ΔPe = Es x At = 26487,22117 x 0,0056 = 148,328 kN

2. Kehilangan Tegangan Akibat Gesekan Kabel (Jack Friction)

Kehilangan gaya akibat gesekan antara tendon dan selongsong beton sekitarnya

diperhitungkan sebesar 3% dari gaya prategang akibat jacking. Gaya prategang akibat

jacking (Pj) = 8205,11 kN

Po = 97% x Pj

= 97% x 8205,11

= 7958,9567 kN

Sudut lendutan tendon dari ujung ke tengah:

αAB = 0,089 rad

αBA = 0,089 rad

α = αAB + αBA = 0,178 rad

Loss of prestress akibat gesekan kabel:

Px = Po x e-μ x (α+ β x Lx)

Dimana:

e = bilangan natural (2,7183)

Lx = bentang jembatan yang ditinjau (tengah bentang) = 15,4 m

μ = koefisien gesek = 0,2

125

β = koefisien wobble = 0,012

Maka didapat:

Px = Po x e-μ x (α + β x Lx)

Px = 7958,9567 x 2,7813-0,2 x (0,2 + 0,012 x 15,4)

Px = 7356,4253 kN

3. Kehilangan Tegangan Akibat Pengangkuran (Anchoring)

Panjang tarik masuk (bekisar antara 2-7 mm) diambil 2 mm: ΔL = 0,002 m

Modulus elastis baja prategang (Es) = 193.000.000 KPa

Luas tampang tendon baja prategang (At) = 0,0056 m2

Loss of prestress akibat gesekan angkur (Po) = 7958,9567 kN

Loss of prestress akibat gesekan kabel (Px) = 7356,4253 kN

Jarak dari ujung sampai tengan bentang balok (Lx) =15,4 m

Kemiringan diagram gaya:

m = tan ω = Po − Px

Lx=

7958,9567 − 7356,4253

15,4= 39,12541 kN/m

Jarak pengaruh kritis slip angkur dari ujung:

Lmax = √∆L x Esx At

m= √

0,002 x 193000000 x 0,0056

39,12541= 7,43 m

Loss prestress akibat angkur:

ΔP = 2 x Lmax x tan ω = 2 x 7,43 x 39,12541 = 581,40359 kN

P′max = Po − ∆P

2= 7958,9567 −

581,40359

2= 7668,2549 kN

Pmax = P’max – ΔP = 7668,2549 – 581,40359 = 7086,8513 kN

B. Kehilangan Tak Langsung (Time Dependent Loss)

1. Kehilangan pratekan akibat rangkak beton (creep)

Untuk mencari kehilangan gaya prategang akibat rangkak beton dapat dihitung

dengan menggunakan rumus:

CR = Kcr x x Es

Ecx(fcir − fcds)

Dimana:

Kcr = 1,64 (untuk komponen struktur pasca tarik)

126

Es = 193000 MPa

Ec = 30277,63 MPa

fcds = Mp x e

I

Dimana:

e = eksentrisitas = 0,6791 m = 67,91 cm

I = momen inersia penampang = 23164750,8 cm4

Mp adalah momen pada prategang akibat berat sendiri balok, pelat lantai

kendaraan, deck slab dan balok diafragma sQebelum komposit berfungsi (tanpa beban

hidup dan beban aspal)

Berat balok (Qbalok) = 16,741 kN/m

Berat plat lantai = 10,782 kN/m

Berat deck slab = 2,940 kN/m

Berat diafragma = 2,273 kN

Berat untuk 6 buah diafragma = 6 x 2,273 = 13,638 kN

Panjang bentang adalah 30,8 m, momen maksimum yang terjadi:

Mp = 1/8 x ( Qbalok + Qplat + Qdeck slab) x L2 + (1/4 x Qdiafragma x L)

Mp = 1/8 x (16,741 + 10,782 + 2,940) x 30,82 + (1/4 x 13,638 x 30,8)

Mp = 2531,51514 kNm

Mp = 253151,514 kNcm

fcds = Mp x e

I=

253151,514 x 67,91

23164750,8= 0,742141245 kN/𝑐𝑚2 = 7,42141245 MPa

fcir =Pj

Ac+

Pj x e2

I−

Mbalok x e

I

Pj adalah gaya jacking sebesar 8205,11kN

Ac adalah luas penampang komposit yaitu 66,950 cm2

Mbalok adalah momen akibat balok prategang. Besar momen balok dapat dihitung dengan

rumus berikut:

Mbalok = 1/8 x Qbalok x L2

Mbalok = 1/8 x 16,741x 30,82

127

Mbalok = 1985,14778 kNm

Mbalok = 19851,48 kNcm

fcir =Pj

Ac+

Pj x e2

I−

Mbalok x e

I

fcir =8205,11

66,950 +

8205,11 x 67,912

23164750,8−

19851,48x 67,91

23164750,8

fcir = 1,694 kN/cm2

fcir = 16,94 MPa

Kehilangan gaya prategang akibat rangkak adalah sebagai berikut:

σcr = Kcr x x Es

Ecx(fcir − fcds)

σcr = 1,64 x 193000

30277,63 x(16,94 − 7,42141245 )

σcr = 99,506577 MPa = 99506,577 kPa

Pinitial (keadaan transfer) di tengah bentang:

Pi = Px – ΔPe = 7356,4253 – 148,328 = 7208,0973 kN

Δσsc = σcr + σsh = 99506,577 + 5497,866 = 102004,443 kPa

σpi =Pi

At=

7208,0973

0,0056= 1287160,232 kPa

2. Kehilangan pratekan akibat susut beton (shrinkage)

Bila tidak terbenam dalam air terus menerus (kondisi kelembaban 100%) beton

akan kehilangan kebasahannya (moisture). Proses ini disebut sebagai penyusutan betan.

Kehilangan gaya prategang akibat susut beton dapat dihitung dengan rumus:

SH = 8,2 x 10 –6 x Ksh x Es x (1 – 0,06 x v/s) x (100 – RH)

Dimana:

RH = kelembaban relative (diambil 80%)

Ksh = 0,64 (dimisalkan jangka waktu perawatan basah sampai pada penerapan

prategang = 20 hari)

V = Luas permukaan balok prategang = 6695 cm2

128

S = Keliling Balok girder = 551, 3323 cm

Maka :

V

S =

6695

551,3323 = 12,1433 cm

Besar kehilangan gaya prategang akibat susust:


SH = 8,2 x 10 –6 x 0,64 x 193000 x (1 – 0,06 x 12,1433 ) x (100 – 80)

SH = 5,497866 MPa

σSH = 5497,866 kPa

IV.2 Analisis Balok Girder Bentang 15,6 Meter

Gambar IV.28 Potongan Melintang Bentang 15,6 meter

Balok girder adalah sebuah balok yang menghubungkan dua penyangga dapat

berupa pilar ataupun Abutment pada suatu jembatan yang memiliki fungsi utama untuk

menahan gaya lentur yang ditimbulkan oleh beban-beban di atasnya.

Balok prategang yang digunakan adalah balok prategang sistem pasca tarik (post

– tension). Data – data teknik balok prategang sebagai berikut:

Tabel IV.25 Data Jembatan Tanjung Baru

Uraian Notasi Dimensi Satuan

Panjang balok prategang L 15,6 m

Jarak antara balok prategang S 2,22 m

Tebal plat lantai jembatan ho 0,25 m


0,25

129

Tabel IV.26 Berat Isi

No Uraian Notasi Berat Satuan

1 Berat beton prategang wc 25,50 kN/m3

2 Berat beton bertulang wc’ 25,00 kN/m3

3 Beton Wc’’ 24,00 kN/m3

4 Berat aspal Waspal 22,00 kN/m3

5 Berat jenis air Ww 9,80 kN/m3

Gambar IV.29 Dimensi Balok Girder Prategang


Kode Lebar (m) Kode Tebal (m)

b1 0,35 h1 0,075

b2 0,09 h2 0,075

b3 0,17 h3 0,7

b4 0,24 h4 0,1

b5 0,65 h5 0,125

H 0,9

IV.2.1 Material Balok Girder Prategang

Balok prategang terdiri dari beton dan kabel prestress, spesifikasi dari bahan

material beton prategang sebagai berikut:

1. Beton

• Mutu beton girder prestress = K-500


130


• Angka poisson (υ) = 0,2

• Modulus geser (G= 𝐸𝑐

[2 𝑥 (1+υ )]) = 12.615,68 MPa

• Koefisien muai panjang untuk beton (α) = 0,00001

• Kuat tekan beton pada keadaan awal (saat transfer)

• fci = 0,80 x fc’ = 33,20 MPa

• Tegangan ijin beton saat penarikan:

• Tegangan ijin tekan = 0,60 x fci = 19,92 MPa

• Tegangan ijin tarik = 0,50 x√ fci = 2,880972 MPa

• Tegangan ijin beton pada keadaan akhir:

• Tegangan ijin tekan = 0,45 x fc = 18,68 MPa

• Tegangan ijin tarik = 0,50 x√fc’= 3,22 MPa

• Mutu beton plat lantai jembatan = K-350



2. Baja Prategang

• Jenis strands Uncoated 7 wire super strands ASTM A-416 grade 270

• Tegangan leleh strand (fpy) = 1580 MPa

• Kuat tarik strand fpu = 1860 MPa

• Diameter nominal strands (D) = 12,7 mm (=1/2")

• Luas tampang nominal satu strands (Ast ) = 98.7 mm2

• Beban putus minimal satu strands (Pbs) = 187.32 kN (100% UTS)

• Jumlah kawat untaian (strands cable) 19 kawat untaian / tendon

• Diameter selubung ideal 84 mm

• Luas tampang strands 1875.3 mm2

• Beban putus satu tendon (Pb1) = 3559.1 kN (100% UTS)

• Modulus elastis strands (Es) = 193000 MPa


131

3. Baja Tulangan

• Baja tulangan ≥ D-13 mm menggunakan BJTD 40/fy = 400 Mpa

• Baja tulangan < D-13 mm menggunakan BJTD 24/fy = 240 Mpa

IV.2.2 Penentuan Lebar Efektik Plat Lantai

Gambar IV.30 Lebar Efektif Plat Lantai

• Lebar efektif plat (Be) diambil nilai terkecil dari:

L = 15,6 m

L

4= 3,9 m

s = 2,22 m

12 x ho = 12 x 0,25 = 3 m

• Diambil lebar efektif plat lantai (Be) = 2,22 m

• Kuat tekan beton plat (fc’(plat)) = 29,05 MPa

• Kuat tekan beton balok (fc’(balok)) = 41,50 MPa

• Modulus elastik plat beton (Eplat) = 25.332,0844 MPa

• Modulus elastik balok beton prategang:

Ebalok = 0,043 x (Wc)1,5 x √(fc’) = 32600 MPa

• Nilai perbandingan modulus elastik plat dan balok

132

n =Eplat

Ebalok =

25.332,0844

32600= 0,777058

• Jadi lebar pengganti beton plat lantai jembatan:

Beff = n x Be

Beff = 0,777058 x 2,22 m

Beff = 1,73 m

Gambar IV.31 Dimensi Lebar Efektif Plat Lantai

IV.2.3 Section Properties Balok Girder

Gambar IV.32 Letak Titik Berat Balok Girder

133


No.

Dimensi Luas

Tampang

A

(m2)

Jara

k thd

alas

y

(m)

A*y

(m3)

A*y2

(m4)

Inersia momen

Io

(m4)

Lebar

b (m)

Tinggi

h (m)

1 0,350 0,075 0,026 0,21 0,00558 0,00119 0,00001

2 0,090 0,075 0,007 0,14 0,00093 0,00013 0,00000

3 0,170 0,700 0,119 -0,13 -0,01488 0,00186 0,00324

4 0,240 0,100 0,024 0,18 0,00420 0,00074 0,00002

5 0,650 0,125 0,081 0,06 0,00508 0,00032 0,00007

Total 0.2573 0,00091 0,00422 0,00335


• Luas penampang balok prategang (A) = 0.2573 m2




yb =ΣA x y

ΣA

yb =0,00091

0.2573

yb = 0,0035 m

ya = h – yb

ya = 0,9 – 0,0035 = 0,8965 m


Ib = ΣA x y2 + ΣIo = 0,00422 + 0,00335= 0,00757 m4

• Momen inersia terhadap titik berat balok:

Ix = Ib – (ΣA x yb2) = 0,00757 – (0.2573 x 0,0035 2) = 0,00757 m4

• Tahanan momen sisi atas:

Wa =Ix

𝑦𝑎=

0,00757

0,8965 = 0,00844 m3

• Tahanan momen sisi bawah:

Wb =Ix

𝑦𝑏=

0,00757

0,0035 = 2,14059 m3

134

IV.2.4 Section Properties Balok Komposit (Balok Prategang + Plat)

Balok komposit dalam hal ini adalah perpaduan antara balok prategang dengan

pelat lantai. Oleh karena itu dalam perhitungan momen inersia ditentukan dengan

perpaduan keduanya.

Gambar IV.33 Letak Titik Berat Balok Komposit

Tabel IV.29 Section Properties Balok Komposit

No.

Dimensi

Luas

Tampang

A

(m2)

Jarak

thd

alas

y

(m)

A*y

(m3)

Ac*y2

(m4)

Inersia momen

Ico

(m4)

Lebar

b

(m)

Tinggi

h

(m)

0 1,725 0,250 0,43127 1,03 0,44205 0,45310 0,00225

1 0,350 0,075 0,02625 0,21 0,00558 0,00119 0,00001

2 0,090 0,075 0,00675 0,14 0,00093 0,00013 0,00000

3 0,170 0,700 0,11900 -0,13 -0,01488 0,00186 0,00324

4 0,240 0,100 0,02400 0,18 0,00420 0,00074 0,00002

5 0,650 0,125 0,08125 0,06 0,00508 0,00032 0,00007

Total 0,68852 0,44296 0,45732 0,00559


• Luas penampang balok prategang (A) = 0,68852 m2



135


ybc =ΣA x y

ΣA

ybc = 0,44296

0,68852

ybc = 0,6434 m

yac = h – ybc

yac = 1,150 – 0,6434 = 0,5066 m


Ibc = ΣAc x y2 + ΣIoo = 0,45732+ 0,00559= 0,46292 m4

• Momen inersia terhadap titik berat balok komposit:

Ixc = Ibc – (A x ybc2) = 0,46292 – (0,68852 x 0,6434 2) = 0,17794 m4

• Tahanan momen sisi atas plat:

Wac =Ixc

yac=

0,17794

0,5066= 0,35121 m3

• Tahanan momen sisi atas balok:

W′ac =Ixc

yac − h0=

0,17794

0,5066 − 0,25= 1,36843 m3

• Tahanan momen sisi bawah balok:

Wbc =Ixc

ybc=

0,17794

0,6434= 0,27658 m3

IV.2.5 Pembebanan Balok Prategang

Pembebanan pada balok prategang digunakan untuk mengetahui apakah

penampang balok tersebut bisa menahan beban – beban yang bekerja pada penampang.

IV.2.5.1 Berat Sendiri Balok Prategang (MS)

Berat sendiri terdiri dari balok prategang , berat balok diafragma dan plat lantai

jembatan. Berikut ini akan dijelaskan masing – masing:

1. Berat Diafragma

- Ukuran diafragma:

• Tebal = 0,20 m

• Lebar = 0,25 m

• Tinggi = 1,25 m

136

- Berat 1 buah diafragma (W) = 0,20 m x 1,25 m x 1,20 m x 25 kN/m = 1,563 kN

- Jumlah diafragma (n) = 5 buah

- Berat diafragma (Wdiafragma) = 7,8 kN

- Panjang bentang (L) = 15,6 m

- Jarak diafragma:

• X2 = 14,8 m

• X1 = 7,40 m

• X0 = 0 m

- Momen maksimum ditengah bentang L:

Mmax = (1

2 x n x X2 − X2−X1 − X0) x W

Mmax = (1

2 x 5 x 12,5 − 6,25 − 0) x 8,6

Mmax = 46,250 kNm

- Berat diafragma ekivalen:

Qdiafragma = 8 x 𝑀𝑀𝑎𝑥

𝐿2

= 8 x 46,250

15,62 = 1,520 kN/m

2. Berat Balok Prategang

- Panjang balok prategang (L) = 15,6 m

- Luas penampang (A) = 0.2573 m2

- Berat balok prategang + 10%

W = A x L x wc’

W = 0.2573 x 15,6 x 25

W = 100,3 Kn

Wbalok = W +10%

= 100,4 kN

Qbalok = Wbalok

L

Qbalok = 100,4

15,6

Qbalok = 6,438 kN/m

137

3. Gaya Geser dan Momen Akibat Berat Sendiri

Untuk perhitungan dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Beban (QMS) = A x w kN/m

Panjang bentang (L) = 15,6 m

Gaya geser (VMS) = ½ x QMS x L kN

Momen (MMS) = 1/8 x QMS x L2 kNm

Tabel IV.30 Berat Sendiri Struktur Atas


Lebar b

(m)

Tebal h

(m)

Luas A

(m2)

Berat sat w

(kN/m3)

Beban Qms

(kN/m)

Geser Vms

(kN)

Momen Mms

(kNm)

1 Balok

prategang 6,438 50,214 195,834

2 Plat lantai 1,725 0,25 0,431 25,00 10,782 84,097 327,979

3 Deck slab 1,680 0,07 0,118 25,00 2,940 22,932 89,435

4 Diafragma 1,520 11,859 46,250

Total : 21,680 169,102 659,497

IV.2.5.2 Berat Mati Tambahan (MA)

Beban mati tambahan (superimposed dead load) adalah berat seluruh bahan

yang menimbulkan suatu beban pada balok (girder) jembatan yang merupakan elemen

non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan. Girder jembatan

direncanakan mampu memikul beban mati tambahan berupa lapisan aspal dan genangan

air hujan.

• Beban (QMA) = A x w kN/m


• Gaya geser (VMA) = ½ x QMA x L kN

• Momen (MMA) = 1/8 x QMA x L2 kNm

Tabel IV.31 Beban Mati Tambahan


Lebar b

(m)

Tebal h

(m)

Luas A

(m2)

Berat sat w

(kN/m3)

Beban QMA

(kN/m)

Geser VMA

(kN)

Momen MMA

(kNm)

1 Lapisan aspal + overlay

1,725 0,05 0,086253 25,00 2,156335 16,81942 65,59572

2 Air hujan 1,725 0,05 0,086253 25,00 2,156335 16,81942 65,59572

138

IV.2.5.3 Beban Lajur “D” (TD)

Beban lajur “D” terdiri dari beban terbagi merata (BTR), UDL dan beban garis

(Knife Edge Load), UDL mempunyai intensitas q (KPa) yang besarnya tergantung pada

total L yang dibebani dan dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

q = 9,0 < 30 𝑚



Untuk perhitungan beban dan momen akibat beban “D” dapat dilihat sebagai berikut:


• Jarak antara prategang (s) = 2,22 m

• Beban merata:

q = 9,0 > 30 𝑚

q = 9,0 kPa

• Beban merata pada balok:

QTD = q x s

QTD = 9,0 x 2,22

QTD = 19,98 kN/m

• Beban terpusat pada balok:

PTD = (1 + DLA) x p x s

PTD = (1 + 0,40) x 49,0 x 2,22

PTD = 152,292 kN

• Gaya geser dan momen maksimum pada balok akibat beban lajur:

- Gaya geser:

VTD = 1

2 x QTDx L +

1

2x PTD

VTD = 1

2 x 19,98 x 15,6 +

1

2x 152,292

VTD = 231,99 kN

- Momen Maksimum:

MTD = 1

8 x QTDx L2 +

1

4x PTDx L

MTD = 1

8 x 19,98 x 15,62 +

1

4x 152,292 x 15,6

MTD = 1201,73 kNm

TOTAL 4,312671 33,63883 131,1914

139

IV.2.5.4 Gaya Rem (TB)

Pengaruh pengereman dari lalu lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah

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

Gambar IV.34 Beban Rem (TB)


YOGYAKARTA


• Jumlah balok prategang (nbalok) = 5

• Gaya rem (HTB) = 250 kN (L<80 m)

• Jarak antara balok prategang (s) = 2,22 m

TTB = HTB

nbalok

TTB = 250

5

TTB = 50 kN

• Gaya rem (TTB) = 5% beban lajur “D” tanpa factor beban dinamis

QTD = q x s

QTD = 9,0 x 2,22

QTD = 19,98 kN/m

• PTD = P x S

PTD = 49,0 x 2,22 = 108,78 kN

• TTB = 0,05 (QTD x L + PTD)

TTB = 0,05 (19,98 x 15,6 + 108,78 )

TTB = 21,0234 kN

Diambil gaya rem TTB = 50 kN

• Lengan terhadap titik berat balok:

140

y = 1,80 + ha + yac

y = 1,80 + 0,10 + 0,7383

y = 2,6566 m

• Beban momen akibat gaya rem:

M = TTB x y

M = 50 x 2,6383

M = 132,832 kNm

• Gaya geser dan momen maksimum pada balok akibat gaya rem:

a. Gaya geser:

VTB = M

L

VTB = 132,832

15,6

VTB = 8,51 kN

b. Momen maksimum:

MTB = 1

2x M

MTB = 1

2 x 132,832

MTB = 8,51 kNm

IV.2.5.5 Beban Angin (EW)



1,46 N/mm, tegak lurus dan bekerja 1800 mm di atas permukaan jalan (SNI 1725:2016).

Gambar IV.35 Beban Angin (EW)


YOGYAKARTA

141

TEW = 1,46 N/mm

L = 15,6 m

Bidang vertikal yang ditup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan

tinggi 2 m diatas lantai jembatan.

h = 2 m

Jarak antara roda kendaraan (x) = 1,75 m

Transfer beban angin ke lantai jembatan

QEW = [1

2 x

h

X x TEW]

QEW = [1

2 x

2

1,75 x 1,46]

QEW = 0,834 kN/m

Gaya geser dan momen maksimum akibat beban angin:

a. Gaya geser:

VTB = 1

2 x QEW x L

VTB = 1

2 x 0,834 x 15,6

VTB = 6,5052 kN

b. Momen maksimum:

MTB = 1

8x QEW x L2

MTB = 1

8 x 0,834 x 15,62

MTB = 25,370 kNm

IV.2.5.6 Beban Gempa (EQ)

Gaya gempa vertikal pad balok prategang dihitung dengan menggunakan

percepatan vertikal ke bawah minimal sebesar 0,10 x g (g = gravitasi) atau dapat diambil

50% koefisien gempa horizontal static ekivalen.

• Koefisien beban gempa horizontal:

Kh = C x s

• Waktu getar struktur dihitung dengan rumus:

142

T = 2 x π x √[Wt

(g x Kp)]

Dimana:

Wt = berat total yang berupa berat sendiri dari beban mati tambahan.

Kp = kekakuan struktur yang merupakan gaya horizontal diperlukan untuk

menimbulkan satu satuan lendutan.

• Percepatan gravitasi bumi (g) = 9,81 m/det2

• Berat sendiri (QMS) = 21,680 kN/m

• Berat mati tambahan (QMA) = 4,312671 kN/m

• Panjang bentang balok (L) = 15,6 m

• Berat total yang berupa berat sendiri dan berat mati tambahan:

Wt = (QMS + QMA ) x L

Wt = (21,680 + 4,312671) x 15,6

Wt = 405,481 kN

• Momen inersia balok prategang (Ixc) = 0,17794 m4

• Modulus elastik (Ec) = 30277,632 MPa = 30277632 kPa

• Kekakuan balok prategang:

Kp = 48 x Ec x Ixc

L3

Kp = 48 x 30277632 x 0,17794

15,63

Kp = 68117,7 kN/m

• Waktu getar:

T = 2 x π x √[Wt

(g x Kp)]

T = 2 x π x √[405,481

(9,81 x 68117,7 )]

T = 0,1548 detik

Untuk lokasi di wilayah gempa Zona 3, dari kurva RSNI 2833 – 2016 diperoleh

koefisien geser dasar C = 0,125

Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis beton prategang penuh

berdasarkan Standar Pembebanan untuk jembatan nilai s = 1,3 F

143

Dengan, F = 1,25 – 0,025 x n dan F harus diambil ≥ 1

F = factor perangkaan n = jumlah sendi plastis yang menahan deforms arah lateral

• Jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral n = 1

F = 1,25 – (0,025 x n)

F = 1,25 – (0,025 x 1) = 1,225

• Faktor tipe struktur:

S = 1,3, x F

S = 1,3 x 1,225

S = 1,5925

• Koefisien beban gempa:

Kh = C x S

Kh = 0,125 x 1,5925

Kh = 0,199063

• Koefisien beban gempa vertikal:

Kv = 50% x Kh

Kv = 50% x 0,199063

Kv = 0,099531 < 0,10

• Gaya gempa vertikal:

TEQ = Kv x Wt

TEQ = 0,10 x 405,481

TEQ = 40,54813 kN

• Beban gempa vertikal:

QEQ = TEQ

L

QEQ = 40,54813

15,6 m

QEQ = 2,599 kN/m

• Gaya geser dan momen maksimum akibat gempa vertikal:

a. Gaya geser:

VEQ = 1

2 x QEQ x L

VEQ = 1

2 x 2,599 x 15,6

144

VEQ = 20,2741 kN

b. Momen maksimum:

MEQ = 1

8x QEQ x L2

MEQ = 1

8x 2,599 x 15,62

MEQ = 79,0688 kNm

IV.2.6 Resume Momen dan Gaya Geser pada Balok

Tabel IV.32 Resume Momen dan Gaya Geser Pada Balok Girder

No Jenis beban Kode

beban

Q

(kN/m)

P

(kN)

M

(kNm) Keterangan

1 Berat balok

prategang

Balok 6,438 - -

Beban merata, Qbalok

2 Berat plat Plat 5,750 - - Beban merata, Qplat

3 Berat sendiri MS 21,680 - - Beban merata, QMS

4 Mati tambahan MA 4,313 - - Beban merata, QMA

5 Lajur “D” TD 19,980 152,292

- Beban merata, QTD

dan terpusat PTD

6 Gaya rem TB - - 132,832 Beban merata, QTB

7 Angin EW 1,008 - - Beban merata, QEW

8 Gempa EQ 2,599 - - Beban merata, QEQ

Untuk mencari besar momen maksimum dan gaya geser maksimum disepanjang

balok maka persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:

Tabel IV.33 Persamaan Momen dan Gaya Geser Pada Balok Girder

Panjang bentang balok, L = 15,6 m

No Jenis beban Persamaan Momen Persamaan Gaya Geser

1 Berat sendiri (MS) Mx = ½ x QMS (L x X – X2) Vx = QMS (L/2 – X)

2 Mati Tambahan (MA) Mx = ½ x QMA (L x X – X2) Vx = QMA (L/2 – X)

3 Lajur “D” (TD) Mx = ½ x QTD (L x X – X2)

+ ½ x PTD x X

Vx = QTD (L/2 – X) + ½ x PTD

4 Gaya rem (TB) Mx = X/L x MTB Vx = MTB /L

5 Angin (EW) Mx = ½ x QEW (L x X – X2) Vx = QEW (L/2 – X)

6 Gempa (EQ) Mx = ½ x QEQ (L x X – X2) Vx = QEQ (L/2 – X)

145

Tabel IV.34 Momen Pada Balok Girder

Jarak X

(m)

Momen pada balok prategang akibat beban KOMB. I KOMB. II KOMB. III KOMB. IV

Berat Balok

Berat sendiri

Mati Tambahan

Lajur "D"


MS MA TD TB EW EQ

(kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,8 59,41928 125,3044 24,92637 213,7087 6,641623 5,826038 13,65107 370,5812 369,7656 376,4072 163,8819

1,6 108,1257 237,4189 47,22892 415,2617 13,28325 11,03881 22,97675 713,1928 710,9483 724,2316 307,6246

2,3 146,1191 336,3435 66,90764 604,6587 19,92487 15,63831 27,97704 1027,835 1023,548 1043,473 431,2282

3,1 173,3997 422,0781 83,96253 781,9 26,56649 19,62455 28,65193 1314,507 1307,565 1334,132 534,6926

3,9 189,9673 494,6228 98,39358 946,9854 33,20811 22,99752 25,00143 1573,21 1562,999 1596,207 618,0178

4,7 195,822 553,9775 110,2008 1099,915 39,84974 25,75722 17,02553 1803,943 1789,851 1829,7 681,2039

5,5 190,9639 600,1423 119,3842 1240,689 46,49136 27,90366 4,724247 2006,707 1988,119 2034,61 724,2508

6,2 175,3928 633,1172 125,9438 1369,307 53,13298 29,43683 -11,9024 2181,501 2157,804 2210,937 747,1585

7,0 149,1088 652,9021 129,8795 1485,769 59,7746 30,35673 -32,8545 2328,325 2298,907 2358,682 749,9271

7,8 112,1119 659,497 131,1914 1590,075 66,41623 30,66336 -58,132 2447,18 2411,427 2477,843 732,5565

146

Tabel IV.35 Gaya Geser Pada Balok Girder

Jarak X

(m)

Geser pada balok prategang akibat beban KOMB. I KOMB. II KOMB. III KOMB. IV

Berat Balok

Berat sendiri

Mati Tambahan

Lajur "D"


MS MA TD TB EW EQ


0 50,214 169,102 33,639 231,990 8,515 7,862 20,274 443,246 442,593 451,108 223,015

0,8 45,192 152,192 30,275 216,406 8,515 7,076 18,247 407,387 405,948 414,463 200,713

1,6 40,171 135,281 26,911 200,821 8,515 6,290 16,219 371,529 369,304 377,819 178,412

2,3 35,150 118,371 23,547 185,237 8,515 5,504 14,192 335,670 332,659 341,174 156,110

3,1 30,128 101,461 20,183 169,652 8,515 4,717 12,164 299,812 296,014 304,529 133,809

3,9 25,107 84,551 16,819 154,068 8,515 3,931 10,137 263,953 259,370 267,884 111,507

4,7 20,086 67,641 13,456 138,484 8,515 3,145 8,110 228,095 222,725 231,240 89,206

5,5 15,064 50,731 10,092 122,899 8,515 2,359 6,082 192,236 186,080 194,595 66,904

6,2 10,043 33,820 6,728 107,315 8,515 1,572 4,055 156,378 149,435 157,950 44,603

7,0 5,021 16,910 3,364 91,730 8,515 0,786 2,027 120,519 112,791 121,306 22,301

7,8 0,000 0,000 0,000 0,000 8,515 0,000 0,000 8,515 0,000 8,515 0,000

147

Gambar IV.36 Diagram Momen (Bending Moment Diagram) Balok Prategang

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 2 3 4 5 6 7 8

M (

kNm

)

X (m)


148

Gambar IV.37 Diagram Gaya Geser (Shearing Force Diagram) Balok Prategang

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4 5 6 7 8

M (

kNm

)

X (m)


149

IV.2.7 Gaya Prategang, Eksentrisitas dan Jumlah Tendon

Gaya prategang adalah gaya yang diperlukan untuk menahan semua beban yang

terja akibat beban sendiri maupun beban luar yang terjadi. Perhitungan gaya prategang

sebagai berikut:

IV.2.7.1 Kondisi Awal (Saat Transfer)

Data beton prategang:


• Kuat tekan (fc’) = 0,83 x K x 100 = 41500 kPa

• Kuat tekan beton pada kondisi awal transfer (saat transfer)

fci’ = 0,80 x fc’ = 33200 kPa

• Section properties

Wa = 0,00844 m3

Wb = 2,14059 m3

• Luas (A) = 0,257 m2

• Ditetapkan jarak titik berat tendon terhadap alas balok Z0 = 0,001375 m

• Eksentrisitas tendon (es) = yb – Z0 = 0,0035 – 0,001375 = 0,0022 m

• Momen akibat berat sendiri balok (Mbalok) = 1985,118 kNm

• Tegangan di serat atas

0 = − Pt

A+ Pt x

es

Wa−

Mbalok

Wa (persamaan 1)

• Tegangan di serat bawah

0,6 x fci′ = − Pt

A− Pt x

es

Wb+

Mbalok

Wb (persamaan 2)

• Besar gaya prategang awal:

a. Dari persamaan (1):

Pt = Mbalok

(es − Wa

A )

Pt = 1985,118

(0,0022 − 0,00844

0,257)

Pt = 6388,94

150

b. Dari persamaan (2)

Pt = [0,6 x fci′ x Wb + Mbalok]

( Wb

A + es )

Pt = [0,6 x 33200 x 2,14059 + 1985,118]

( 2,14059

0,257+ 0,0022)

Pt = 5099,56 kN

Diambil besarnya gaya prategang Pt = 5099,56 kN

IV.2.7.2 Kondisi Akhir

Digunakan kabel yang terdiri dari beberapa kawat baja untaian “Stands cable”

standar VSL, dengan data sebagai berikut:

• Tegangan leleh strands (fpy) = 1580000 kPa

• Kuat tarik strands (fpu) = 1860000 kPa

• Diameter nominal strands (D) = 0,01270 m (1/2”)

• Luas tampang nominal satu strands (Ast) = 0,00010 m2

• Beban putus minimal satu strands (100% UTS atau 100% beban putus)

Pbs = 187,32 kN

• Jumlah kawat untaian (strands cable) 19 untaian kawat tiap tendon

• Diameter selubung ideal = 84 mm

• Luas tampang strands = 0,00188 m2

• Beban putus satu tendon (100% UTS atau 100% beban putus)

Pb1 = 3559,08 kN

• Modulus elastisitas Es = 190.000.000 kPa


Untuk mencari gaya prategang saat jacking digunakan dua persamaan berikut ini:

• Gaya prategang awal (Pt) = 5099,56 kN

• Beban putus satu tendon (Pb1) = 3559,08 kN

• Beban putus minimal satu strands (Pbs) = 187,32 kN

• Gaya prategang saat jacking:

Pj = Pt

0,85 persamaan (1)

Pj = 0,85 x Pb1 x nt persamaan (2)

151

Dari persamaan (1) dan (2) diperoleh jumlah tendon yang diperlukan:

nt = Pt

0,85 x 0,80 x Pb1

nt = 5099,56

0,85 x 0,80 x 3559,08

nt = 2,1071 Tendon

Diambil jumlah tendon (nt) = 3 tendon


ns = Pt

(0,85 x 0,80 x Pbs)

ns = 65099,56

(0,85 x 0,80 x 187,32)

ns = 40,03499 strands

Diambil jumlah strands (ns) = 46

Posisis baris tendon:


ns2 = 1 tendon 15 stands/ tendon = 15


nt = 3 Tendon Jumlahstrands, ns = 46 strands

Persentase tegangan leleh yang timbul pada baja (% force jacking):

Po = Pt

(0,85 x ns x Pbs)

Po = 5099,56

(0,85 x 46 x 187,32)

Po = 69,626% < 80% OK

Gaya prategang yang terjadi akibat jacking:

Pj = Po x Ns x Pbs = 69,626 x 46 x 187,32 = 6709,84 kN

Diperkirakan kehilangan tegangan (loss of prestress) = 30%

Gaya prategang akhir setelah kehilangan tegangan (loss of prestress):

Peff = 70% x Pj = 0,70 x 6709,84 = 4696,8879 kN

152

IV.2.7.3 Pembesian Balok Prategang

1. Tulangan arah memanjang digunakan tulangan D-13 mm

As = 1

4π x D2

As = 1

4π x 0,0132

As = 0,00013 m2

2. Luas tampang bagian bawah:

Abawah = (0,65 x 0,125) + 2(1/2 x 0,24 x 0,1)

Abawah = 0,10525 m2

• Luas tulangan bagian bawah:

As bawah = 0,5% x Abawah

As bawah = 0,5% x 0,10525

As bawah = 0,0005263 m2


=As bawah

(π4 x D2)

= 0,0005263

π4 x 132

= 3,96 buah

Digunakan: 4 D 13

3. Luas tampang bagian atas:

Aatas = (0,35 x 0,075) +2(1/2 x 0,075 x 0,09) = 0,03300 m2

• Luas tulangan bagian atas:

As atas = 0,5% x Aatas

As atas = 0,5% x 0,206

As atas = 0,000165 m2


= As atas

(π4 x D2)

= 0,000165

π4 x 132

= 1,123

153

Digunakan: 3 D 13

4. Luas tampang bagian badan:

Abadan = 0,89 m2

• Luas tulangan bagian badan:

As badan = 0,5% x Abadan

As badan = 0,5% x 0,89

As badan = 0,00445 m2


Jumlah tulangan = As badan

(π4 x D2)

Jumlah tulangan = 0,00445 π4 x 132


Digunakan: 4 D 13

IV.2.7.4 Posisi Tendon




sebagai berikut:

1. Posisi Tendon di Tengah Bentang

Diambil jarak dari alas balok ke as baris tendon ke 1 (a) = 0,10 m

Eksentrisitas (es) = 0,0022 m

zo = Yb - es

zo = 0,0035 m – 0,0022 m = 0,0013 m

Momen statis tendon terhadap alas

ns x zo = n1x a + n2(a + yd)

yd = ns x (zo − a)

n2



Jumlah tendon baris ke-3 : nt3 = 1 tendon 15 strands 15 strands nt = 3 tendon Jumlah strands, ns = 46 strands

154

yd = 46 x (0,0013 − 0,10)

15

yd = 0,303 m

Diambil yd = 0,150 m

Diameter selubung tendon (dt) = 0,076 m

Jarak bersih vertikal antara selubung tendon:

yd – dt = 0,150 – 0,076 = 0,074m > 0,025 m (OK)

2. Posisi Tendon Tumpuan

Diambil jarak dari alas balok ke as baris tendon ke 1 (a’) = 0,35 m

yc = letak titik berat tendon terhadap pusat tendon terbawah

Letak titik berat penampang balok terhadap alas (yb) = 0,0035 m

Momen statis tendon terhadap pusat tendon terbawah:


ni yd’ ni * yd’

15 0 0

16 1 15

16 2 30

(𝛴𝑛𝑖 𝑥 𝑦𝑑

𝑦𝑑′) 45

Σni x yd’ =x ye

ye

yd′=

(Σni x yd

yd′)

ns=

45

46= 0,9783

ye = yb – a’ = 0,0035 – 0,35 = 0,3465 m

𝑦𝑑′ = ye

[ye

yd′]

= 0,3465

0,9783= 0,354 m

zo = a’ + ye = yb = 0,35 + 0,3465 = 0,0035 m



Jumlah tendon baris ke-3 : nt3 = 1 tendon 16 strands 16 strands Jumlah strands, ns = 46 strands

155

3. Eksentrisitas Masing – Masing Tendon


Nomor

Tendon

Posisi

Tendon di

Tumpuan

zi'

Nomor

Tendon

Posisi Tendon

di Tenggah

Bentang

zi

fi = zi' - zi

x = 0 m m x = 7,8 m m

1 Z1’=a'+2 yd' 1.058 1 Z1 =a+yd 0.25 0,808

2 Z2’=a'+ yd' 0.704 3 Z2 =a 0.10 0.604

3 Z3’=a' 0.35 4 Z3 =a 0.10 0.25

Gambar IV.38 Posisi Tendon di Tumpuan Dan di tengah Bentang

IV.2.7.5 Lintasan Inti Tendon (Cable)


• Eksentrisitas (es = f ) = 0,0022 m

• Persamaan lintasan tendon adalah sebagai berikut:

Y = 4 x f x X

L2x (L − X)

• Dari persamaan diatas dapat diperoleh hasil sebagai berikut:

Tabel IV.38 Lintasan Inti Tendon

X (m) Y (m) X (m) Y (m)

156

-0,25 -0,0001 11 0,0018

0 0 12 0,00153

1 0,00052 13 0,0012

2 0,00097 14 0,0008

3 0,00134 15 0,00032

4 0,00165 15,6 0,0000

5 0,00188 0,25 0,00014

6 0,00204

7 0,00214

8 0,00216

9 0,00211

10 0,00199

• Untuk mencari sudut inti tendon dilakukan dengan data sebagai berikut:

- es = 0,0022 m

- Xo = 0,25 m

- eo = 0,022 m

- es + eo = 0,6791 + 0,022 = 0,7011 m

L

2+ Xo =

15,6

2+ 0,25 = 8,05 m

• Besar sudut adalah:

αAB = 2 x (es + eo)

L2 + Xo

= 2 x 0,7011

8,05= 0,1742

αBA = 2 x (es + eo)

L2 + Xo

= 2 x 0,7011

8,05= 0,1742

IV.2.7.6 Sudut Angkur


Y = 4 x fix X

L2x (L − X)

dy

dx=

4 x fi x (L − 2X)

L2


dy

dx=

4 x fi

L


157

α = arc Tan (dy

dx)

Dari hasil persamaan tersebut didapat sudut angkur untuk masing – masing tendon seperti

pada tabel berikut ini:

Tabel IV.39 Sudut Angkur Masing – Masing Tendon

Nomor

Tendon

Jumlah

Strand

Diameter

Selubung

Eksentr-

isitas fi (m) dy/dx Sudut Angkur

1 16 84 0,0022 0,808 0,2072 α1 = 0,2043089 rad = 11,71°

2 15 84 0,0022 0,604 0,1548 α2 = 0.1535809 rad = 8,799°

3 15 84 0,0022 0.25 0,0324 α3 = 0.0323887 rad = 1,856°

IV.2.7.7 Tata Letak dan Trace Kabel

Data – data yang digunakan untuk menentukan tata letak trace kabel sebagai

berikut:


• fo = es = 0,0022 m

• yb = 0,0035 m

• f1 = 0,808 m

• f2 = 0.604 m

• f3 = 0.25 m


Zi = Zi′ −

4 x fi x X

L2 x (L − X)

Didapat trase untuk masing masing kabel seperti pada tabel berikut:

Tabel IV.40 Trase Kabel

Jarak Trace Posisi masing - masing cable

X Zo Z1 Z2 Z3

(m) (m) (m) (m) (m)

0,00 0,0035 0,67 0,46 0,25

1,00 0,0030 0,5623 0,3731 0,2138

2,00 0,0025 0,4695 0,2982 0,1826

3,00 0,0022 0,3915 0,2352 0,1563

4,00 0,0019 0,3284 0,1843 0,1351

5,00 0,0016 0,2802 0,1453 0,1189

6,00 0,0015 0,2467 0,1184 0,1076

7,00 0,0014 0,2282 0,1034 0,1014

158

7,80 0,0013 0,224 0,1 0,1

Lintasan kabel dapat dilihat pada gambar berikut yaitu jarak yang telah di plot

dari letak masing – masing kabel dari ujung balok sampai setengah bentang.

Gambar IV.39 Lintasan Masing Masing Tendon

IV.2.7.8 Kehilangan Tegangan (Loss Of Prestress) pada kabel

Bermacam-macam kehilangan gaya prategang akan menurunkan gaya

prategang menjadi harga yang lebih rendah, sehingga beban yang dipikul balok girder

menjadi lebih rendah pula. Selisih antara gaya prategang akhir dengan gaya prategang

awal dinamakan kehilangan kehilangan prategang. Berikut ini adalah kehilangan gaya

prategang yang terjadi pada balok girder:2

A. Kehilangan Langsung (Immediately Loss)

1. Kehilangan Tegangan Akibat Pemendekan Elastis (Elastic Shorting)

Kehilangan tegangan akibat pemendekan elastis dapat dihitung dengan

mengunakan rumus:

Es = n x Pi

Ac

Dimana:

At = luas tampang tendon baja prategang = 0,0046 m2

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Z0 (

m)

X (m)

Z1 Z2 Z3

159

Ac = luas tampang balok prategang = 289500 mm2

As = luas tampang nominal satu strands = 100 mm2/ strands

As = jumlah strands x luas satu strands = 46 x 100 = 4600 mm2

Pi = Pj = 6709,84 kN = 670984 N

Es = modulus elestis baja prategang = 193000 MPa

Ec = modulus elestis beton prategang = 30277,63 MPa

n = Es

Ec=

193000

30277,63= 6,37

- Tegangan pada penampang:

Fc = Pj

As=

670984

4600= 145,866 N/mm2

- Untuk 3 tendon kehilangan akibat pemendekan:

As = 15 strand x 100 mm2 = 1500 mm2

Po = 3 x 145,866 x 1500 = 656397 N

Es = n x Po

Ac=

6,37 x 656397

289500= 14,4430 MPa

- Besar kehilangan rata – rata dari ketiga tendon sebagai berikut:

Es = 14,4430

3= 4,814333333 MPa = 4814,333333 KPa

- Kehilangan tegangan akibat pemendekatan elastis:

ΔPe = Es x At = 4814,333333x 0,0046 = 22,145 kN

2. Kehilangan Tegangan Akibat Gesekan Kabel (Jack Friction)

Kehilangan gaya akibat gesekan antara tendon dan selongsong beton sekitarnya

diperhitungkan sebesar 3% dari gaya prategang akibat jacking. Gaya prategang akibat

jacking (Pj) = 670984 kN

Po = 97% x Pj

= 97% x 670984

= 650854,48 kN

Sudut lendutan tendon dari ujung ke tengah:

αAB = 0,1742 rad

αBA = 0,1742rad

α = αAB + αBA = 0,3484 rad

Loss of prestress akibat gesekan kabel:

Px = Po x e-μ x (α+ β x Lx)

160

Dimana:

e = bilangan natural (2,7183)

Lx = bentang jembatan yang ditinjau (tengah bentang) = 7,8 m

μ = koefisien gesek = 0,2

β = koefisien wobble = 0,012

Maka didapat:

Px = Po x e-μ x (α + β x Lx)

Px = 650854,48 x 2,7813-0,2 x (0,2 + 0,012 x 7,8)

Px = 612911,35 kN

3. Kehilangan Tegangan Akibat Pengangkuran (Anchoring)

Panjang tarik masuk (bekisar antara 2-7 mm) diambil 2 mm: ΔL = 0,002 m

Modulus elastis baja prategang (Es) = 193.000.000 KPa

Luas tampang tendon baja prategang (At) = 0,0046 m2

Loss of prestress akibat gesekan angkur (Po) = 650854,48 kN

Loss of prestress akibat gesekan kabel (Px) = 612911,35 kN

Jarak dari ujung sampai tengan bentang balok (Lx) =7,8 m

Kemiringan diagram gaya:

m = tan ω = Po − Px

Lx=

650854,48 − 612911,35

7,8= 4864,50 kN/m

Jarak pengaruh kritis slip angkur dari ujung:

Lmax = √∆L x Esx At

m= √

0,002 x 193000000 x 0,0046

4864,50= 0,604 m

Loss prestress akibat angkur:

ΔP = 2 x Lmax x tan ω = 2 x 0,604 x 4864,50 = 5876,316 kN

P′max = Po − ∆P

2= 650854,48 −

5876,316

2= 647916,322 kN

Pmax = P’max – ΔP = 647916,322 – 5876,316 = 64040,006 kN

B. Kehilangan Tak Langsung (Time Dependent Loss)

1. Kehilangan pratekan akibat rangkak beton (creep)

161

Untuk mencari kehilangan gaya prategang akibat rangkak beton dapat dihitung

dengan menggunakan rumus:

CR = Kcr x x Es

Ecx(fcir − fcds)

Dimana:

Kcr = 1,64 (untuk komponen struktur pasca tarik)

Es = 193000 MPa

Ec = 30277,63 MPa

fcds = Mp x e

I

Dimana:

e = eksentrisitas = 0,0022 m = 0,22 cm

I = momen inersia penampang = 3697000 cm4

Mp adalah momen pada prategang akibat berat sendiri balok, pelat lantai

kendaraan, deck slab dan balok diafragma sQebelum komposit berfungsi (tanpa beban

hidup dan beban aspal)

Berat balok (Qbalok) = 6,438 kN/m

Berat plat lantai = 5,750 kN/m

Berat deck slab = 2,940 kN/m

Berat diafragma = 1,563 kN

Berat untuk 5 buah diafragma = 5 x 1,563 = 7,815 kN

Panjang bentang adalah 30,8 m, momen maksimum yang terjadi:

Mp = 1/8 x ( Qbalok + Qplat + Qdeck slab) x L2 + (1/4 x Qdiafragma x L)

Mp = 1/8 x (6,438 + 5,750 + 2,940) x 15,62 + (1/4 x 7,815 x 15,6)

Mp = 476,98326 kNm

Mp = 47698,326 kNcm

fcds = Mp x e

I=

47698,326x 0,22

3697000= 0,002838 kN/𝑐𝑚2 = 0,02838 MPa

fcir =Pj

Ac+

Pj x e2

I−

Mbalok x e

I

Pj adalah gaya jacking sebesar 6709,84 kN

Ac adalah luas penampang komposit yaitu 6,885 cm2

162

Mbalok adalah momen akibat balok prategang. Besar momen balok dapat dihitung dengan

rumus berikut:

Mbalok = 1/8 x Qbalok x L2

Mbalok = 1/8 x 6,438 x 15,62

Mbalok = 195,84396 kNm

Mbalok = 19584,396 kNcm

fcir =Pj

Ac+

Pj x e2

I−

Mbalok x e

I

fcir =6709,84

6,885 +

6709,84 x 0,222

3697000−

19584,396 x 0,22

3697000

fcir = 8,593 kN/cm2

fcir = 85,93 MPa

Kehilangan gaya prategang akibat rangkak adalah sebagai berikut:

σcr = Kcr x x Es

Ecx(fcir − fcds)

σcr = 1,64 x 193000

30277,63 x (85,93 − 0,02838)

σcr = 898,00888 MPa = 898008,88 kPa

Pinitial (keadaan transfer) di tengah bentang:

Pi = Px – ΔPe = 612911,35 – 22,145 = 612889,205 kN

Δσsc = σcr + σsh = 898008,88 + 8609,749 = 906618,629 kPa

σpi =Pi

At=

612889,205

0,0046= 133236783,7 kPa

2. Kehilangan pratekan akibat susut beton (shrinkage)

Bila tidak terbenam dalam air terus menerus (kondisi kelembaban 100%) beton

akan kehilangan kebasahannya (moisture). Proses ini disebut sebagai penyusutan betan.

Kehilangan gaya prategang akibat susut beton dapat dihitung dengan rumus:


Dimana:

163

RH = kelembaban relative (diambil 80%)

Ksh = 0,64 (dimisalkan jangka waktu perawatan basah sampai pada penerapan

prategang = 20 hari)

V = Luas permukaan balok prategang = 3895 cm2

S = Keliling Balok girder = 406,452 cm

Maka :

V

S =

3895

406,452 = 9,583 cm

Besar kehilangan gaya prategang akibat susust:


SH = 8,2 x 10 –6 x 0,64 x 193000 x (1 – 0,06 x 9,583 ) x (100 – 80)

SH = 8,609749 MPa

σSH = 8609,749 kPa

IV.3 Analisis Perhitungan Struktur Bawah Jembatan Tanjung Baru

Analisis beban kerja pada Abutment dan pilar terdiri dari segala beban yang

bekerja dari beban hidup dan beban mati pada struktur atas dan bawah jembatan tanjung

baru. Berikut merupakan analisis beban kerja pada Abutment (A2A) dan pilar (P2A).

IV.3.1 Analisis Abutment pada Jembatan Tanjung Baru

A. Data Struktur Atas

Gambar IV.40 Dimensi Jembatan Arah Melintang

Tabel IV.41 Data Struktur Atas

164

URAIAN DIMENSI NOTASI DIMENSI SATUAN

Lebar jalan (jalur lalu lintas) b1 12,3 m

Lebar total jembatan b 28,30 m

Tebal slab lantai jembatan ts 0,25 m

Tebal lapisan aspal + overlay ta 0,10 m


Tinggi girder Prategang hb 1,7 m

Tinggi bidang samping jembatan ha 3,15 m

Jarak antara balok prategang s 2,22 m

Panjang bentang jembatan L 62 m

Panjang bentang dari Abutment ke Pilar L 15,6 m

Specify Gravity NOTASI BESAR SATUAN

Berat beton bertulang Wc 25,0 kN/m3

Berat beton tidak bertulang (beton rabat) W'c 24,0 kN/m3

Berat aspal Wa 22,0 kN/m3

Berat jenis air Ww 9,8 kN/m3

B. Data Struktur Bawah (Abutment)

Gambar IV.41 Dimensi Abutment Jembatan Tanjung Baru

Tabel IV.42 Data Tanah dan Abutment

165

NOTASI (m) NOTASI (m) KETERANGAN Notasi (m)

h1 0,7 b1 0,52 Panjang Abutment By 13,3

h2 1,29 b2 0,84 Tebal Wing Wall hw 0,5

h3 1,73 b3 1,25 TANAH-TIMBUNAN

h4 0,85 b4 0,84 Berat Volume, Ws 17,2 kN/m3

h5 2 b5 1,18 Sudut Gesek , ɸ 35 ◦

h6 0,25 b6 1,18 Kohesi, C 0 Kpa

h7 1,5 b7 4,65 TANAH ASLI (DIDASAR PILECAP)

c 5,41 bo 2 Berat Volume, Ws 18 kN/m3

d 7,09 Bx 3,62 Sudut Gesek, ɸ 28 ◦

Kohesi, C 15 Kpa

BAHAN STRUKTUR

Mutu Beton k- 350

Mutu Baja Tulangan u- 39

IV.3.1.1 Analisis Beban Kerja Abutment Jembatan Tanjung Baru

Analisis beban kerja pada Abutment terdiri dari segala beban yang bekerja dari

beban hidup dan beban mati pada struktur atas dan bawah Jembatan Tanjung Baru.

Berikut merupakan analisis beban kerja pada Abutment.


a. Berat Sendiri Struktur Atas

Tabel IV.43 Berat Sendiri Struktur Atas pada Abutment

NO Beban Parameter Volume

Berat Satuan Berat

(kN) b (m) t (m) L (m) n

1 Plat Lantai 1,73 0,25 15,6 1 25 kN/m3 168,675

2 Deck Slab 1,68 0,07 15,6 5 25 kN/m3 45,864

3 Tiang Sandaran 15,6 2 10,218 kN/m 318,8016

4 Balok Prategang 15,6 6 6,438 kN/m 602,597

5 Diafragma 15,6 5 1,52 kN/m 118,56

Total berat sendiri strukur atas Wms = 1254,4974

Beban pada abutment akibat berat

sendiri struktur atas, Pms = 1/2*Wms = 627,249

Eksentrisitas beban terhadap

pondasi

e = -Bx/2+b5+b3/2 = -0,005 m

166

Momen pada pondasi akibat berat sendiri

struktur atas, Mms = Pms*e = -3,13624

b. Berat Sendiri Struktur Bawah

Berat beton, Wc = 25 kN/m3 Lebar By = 13,3 m

Berat Tanah, Ws = 17,20 kN/m3 2x Tebal Wing Wall = 1 m

Tabel IV.44 Berat Sendiri Struktur Bawah

No PARAMETER BERAT BAGAN BERAT

(kN)

LENGAN

(m)

MOMEN

(kNm) b h Shape Direc

Abutment

1 0,52 0,7 1 -1 121,030 0,885 -107,112

2 0,84 1,29 1 -1 360,297 1,045 -376,510

3 0,84 1,14 1 -1 318,402 1,045 -332,730

4 0,84 0,85 0,5 -1 118,703 0,905 -107,426

5 1,25 8,84 1 -1 3674,125 0,625 -2296,328

6 1,18 0,25 0,5 -1 49,044 1,018 -49,943

7 1,18 0,25 0,5 1 49,044 1,018 49,943

8 1,18 1,5 1 -1 588,525 1,215 -715,058

9 1,18 1,5 1 1 588,525 1,215 715,058

No PARAMETER BERAT BAGAN BERAT

(kN)

LENGAN

(m)

MOMEN

(kNm) b h Shape Direc

Wing wall

10 7,31 0,7 1 -1 127,925 5,495 -702,948

11 7 1,73 1 -1 302,750 5,340 -1616,685

12 7 0,85 1 -1 148,750 5,340 -794,325

13 7,84 3,41 1 -1 668,360 10,293 -6879,652

14 2 2 0,5 -1 50,000 1,923 -96,167

15 5,84 1,75 1 -1 255,500 5,510 -1407,805

16 4,65 0,25 1 -1 29,063 2,915 -84,717

17 0,84 0,85 0,5 -1 8,925 1,010 -9,014

Tanah

18 0,66 0,7 1 -1 105,687 5,605 -592,376

19 0,35 7,9 1 -1 632,521 0,858 -542,914

20 0,84 0,85 0,5 -1 81,667 1,045 -85,342

21 0,84 5,41 1 -1 1039,577 1,185 -1231,899

22 1,18 0,25 0,5 -1 33,7421 1,377 -46,452

PMS = 18928,394 Mms = -16854,193

c. Beban Total Akibat Berat Sendiri (MS)

167

Tabel IV.45 Berat Total Akibat Berat Sendiri

No Berat Sendiri PMS (kN) Mms (kN)

1 Struktur atas (slab, girder, Tiang sandaran dll) 627,2487 -3,13624

2 Struktur bawah (abutment, wing wall, tanah) 9352,161 -16854,193

9979,41 -16857,33


Beban mati tambahan (Superimposed dead load), adalah berat seluruh bahan yang

menimbulkan suatu beban pada jembatan yan merupakan elemen non – structural,

dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan. Jembatan dianalisis harus

mampu memikul beban tambahan seperti :

1) Penambahan lapisan aspal (Overlay) di kemudian hari,

2) Genangan air hujan jika system drainase tidak bekerja dengan baik,

Tabel IV.46 Beban Mati Tembahan pada Abutment

No Jenis beban mati

tambahan

Tebal

(m)

Lebar

(m)

Panjang

(m)

W

(kN/m3)

Berat

(kN)

1 Lap. Aspal + overlay 0,10 12,3 15,6 22 19,188

2 Air hujan 0,05 12,3 15,6 9,8 9,594

WMA = 28,782

Beban pada abutment akibat beban mati tambahan,

PMA = 0,5 x WMA

= 0,5 x 28,782

= 14,391 kN

Eksentrisitas beban terhadap pondasi,

e = -Bx/2 + b5 + b3/2

e = -0,005 m

Momen pada pondasi akibat berat sendiri struktur atas (MMS):

MMA = PMA x e

= -0,07195

Maka Beban total bangunan diatas Abutment (A2A)

Qtotal = Berat total Sendiri Struktur atas Abutment + Berat total mati tambahan

pada Abutment = 1283,279 kN

168

3. Tekanan Tanah (TA)

Pada bagian tanah dibelakang dinding abutment yang dibebani lalu lintas, harus

diperhtungkan adanya beban tambahan yang setara dengan tanah setebal 0,60 m yang

merupakan beban merata ekivalen beban kendaraan pada bagian tersebut.

Tekanan tanah lateral di hitung berdasarkan harga nominal dari berat tanah (Ws),

sudut gesek dalan (𝜙), dan kohesi (c) dengan :

Ws’ = Ws

ɸ’ = tan-1 (Kɸ R x tan ɸ) dengan factor reduksi untuk ɸ’ = Kɸ R = 0,7

c’ = Kɸ R x c dengan factor reduksi untuk c’ = Kc R = 1

Koefisien tekanan tanah aktif, Ka = tan 2 (45𝜊 - ɸ’ / 2)

Berat tanah, Ws = 17,2 kN/m3

Sudut gesek dalam, ɸ = 35𝜊

Kohesi, C = 0 Kpa

Tinggi total abutment, H = 10,13 m

Lebar abutment, By = 13,3 m

Beban merata akibat berat timbunan tanah setinggi 0,60 m yang merupakan ekivalen

beban kendaraan :

0,60 x Ws = 0,60 x 17,2 = 10,32 kpa

Gambar IV.42 Tekanan tanah pada Abutment

ɸ’ = tan-1 (Kɸ R x tan ɸ) = 0,426053 rad = 4,208𝜊

Ka = tan 2 (45𝜊 - ɸ’ / 2) = 0,781748

0,60*Ws

c

1

2

169

No Gaya akibat tekanan tanah Tta

(kN)

Lengan thd.

O (kN)

y

(m)

Mta

(kNm)

1 Tta = (0.60*Ws)*H*Ka*By 1086,94 Y = H/2 5,065 5505,376

2 Tta = 1/2*H^2*Ws*K*By 5505,38 Y = H/3 3,377 18589,82 TTA = 6592,32 MTA = 24095,2


Beban kendaraan yang berupa beban lajur “D” terdiri dari beban terbagi merata

(Uniformly Distributes Load), UDl dan beban garis (Knife edge Load), KEL. UDL

mempunyai intensitas q (kpa) yang besarnya tergantung pada total L yang

membebani lalu Lintas atau dinyatakan sebegai berikut:

q = 9,0 < 30 𝑚



Besar beban Lajur “D”

Untuk harga, L= 15,6 m b1 = 12,3 m DLA = 0,4

WTD = q x L x (5,5+b)/2 + p x DLA x (5,5 + b )/2

WTD = 9,0 x 15,6 x (5,5 + 12,3)/2 + 49,0 x 0,4 x (5,5 + 12,3)/2

WTD = 1797,8 kN

Beban pada abutment akibat beban lajur “D”

PTD = 1

2 x WTD = 898,9 kN

Eksentrisitas beban terhadap pondasi

e = Bx/2 + be + by/2 = -0,005

Momen pada pondasi akibat beban lajur “D”

MTD = PTD x e = -4,4945 kN

5. Gaya Rem (TB)

Pengaruh pengereman dari lalu lintas diperhitungkan sebegai gaya dalam arah

memanjang dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya

rem arah memanjang jembatan tergantung Panjang total jembatan (Lt) sebagai

berikut:

• Gaya rem, TTB = 250 KN untuk, Lt ≤ 80 m

• Untuk, , Lt = L = 15,6 m

170

• Gaya rem, TTB = 250 kN

• Lengan terhadap pondasi :

YTB = h2 + d + h6 + h7 = 10,13

• Momen pada pondasi akibat gaya rem

MTB = TTB x YTB = 2532,5 kNm

• Lengan terhadap Breast Wall :

Y’TB = h1 + h3 + h4 + C = 8,69 m

• Momen pada Breast Wall akibat gaya rem:

MTB = TTB x Y’TB = 2172,5 kNm

Gambar IV.43 Gaya Rem pada Abutment

6. Pengaruh Temperatur (ET)

Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat

pengaruh temperature, diambil perbedaan temperature yang besarnya setengah dari

selisih antara temperature maksimum dan temperature minimum rata – rata pada

lantai jebatan.

Temperatur maksimum rata – rata Tmax = 40∘C

Temperatur minimum rata – rata Tmin = 15∘C

Temperatur minimum rata – rata : ∆T = (Tmax − Tmin)/2

Perbedaan temperature , ∆T = 12,5∘C

c

Y’TB

TTB

171

Koefisien muai Panjang untuk beton 𝛼 = 1.0E - 05

Kekakuan geser untuk tumpuan berupa elastomeric, k = 1500 kN/m

Panjang bentang girder, L = 15,6 m

Jumlah tumpuan elastomeric (Jumlah girder), n = 6 buah

• Gaya pada abutment akibat pengaruh temperatur

TET = α ∗ ∆T ∗ K ∗ L

2∗ n = 18 kN

• Lengan terhadap pondasi

YET = 8,84 m

• Momen pada pondasi akibat perubahan temperatur

MET = TET * YET = 155 kNm

• Lengan terhadap Breast Wall

Y’ET = YET – h6 – h7 = 7,09 m

• Momen pada Breast Wall akibat perubahan temperatur

M’ET = TET * Y’ET = 124,4295 kNm

Gambar IV.44 Pengaruh Temperatur pada Abutment

7. Beban Angin (EW)

1. Angin yang meniup bidang samping jembatan dihitung dengan rumus:

TEW1 = 0,0006 x Cw x (Vw)2 x Ab

c

TET

172

Dimana :




Cw = 1,25

Vw = 35 m/det

Panjang bentang, L = 15,6 m

Tinggi bidang samping, ha = 3,15 m

Ab = = L

2 * ha = 24,57 m2

• Beban angin pada Abutment

TEW1 = 0,0006 x Cw x (Vw)2 x Ab = 22,5737 kN


YEw 1 = h8 + ℎ𝑎

2 = 10,415 m

• Momen pada pondasi akibat beban angin

MEW 1 = TEW 1 * YEW 1 = 235,10 kNm


Y’Ew 1 = h8 – h7 – h6 + ha/2 = 8,665 m

• Momen pada Breast Wall

M’EW 1 = TEW 1 * Y’EW 1 = 195,601 kNm

Gambar IV.45 Beban Angin yang Meniup Samping Jembatan

2. Angin yang meniup Kendaraan

c

TEW

173

Gaya angin tambahan arah horizontal pada permukaan lantai jembatan akibat

beban angin yang meniup kendaraan diatas lantai jembatan dapat dihitung dengan

rumus:

TEW2 = 0,0012 x Cw x (Vw)2 x L/2 ; dengan Cw = 1,2

TEW2 = 0,0012 x 1,2 x (35)2 x 15,6/2 = 13,759 kN


YEW 2 = h8 + hb + ts + ta = 10,89 m

• Momen pada pondasi

MEW 2 = TEW2 * YEW2 = 149,837 kNm


Y’Ew 2 = YEW2 – h7 – h6 = 9,14 m

• Momen pada Breast Wall

M’EW 2 = TEW 2 * Y’EW 2 = 125,76 kNm

3. Beban Angin Total pada Abutment

• Total beba angin pada Abutment, TEW = TEW1 + TEW2 = 36,333 kN

• Total momen pada pondasi, MEW = MEW1 + MEW2 = 384,943 kNm

• Total momen pada Breast Wall , M’EW = M’EW1 + M’EW2 = 321,361 kNm

4. Transfer Beban Angin ke Lantai Jembatan

Gambar IV.46 Transfer Beban Angin ke Lantai Jembatan

• Beban angin tambahan yang meniup bidang samping kendaraan :

174

TEW = 0,0012 x Cw x (Vw)2

= 0,0012 x 1,2 x 352 = 1,764 kN/m

• Bidang Vertikal yang ditiup angina merupakan bidang samping kendaraan

dengan tinggi 2 m di atas lantai jembatan.

h = 2 m ; jarak antar roda kendaraan, x = 1,75 m

• Gaya pada abutment akibat transfer beban angina ke lantai jembatan

PEW = 2 x [1

2 x

ℎ

x x 𝑇𝐸𝑊] x

𝐿

2

= 2 x [1

2 x

2

1,75 x 1,764] x

15,6

2

= 15,745 kN

• Eksentrisitas beban pada pondasi

e = −𝐵𝑥

2+ 𝑏5 +

𝑏3

2 = -0,005

• Momen pada pondasi akibat transfer beban angin

MEW = PEW * e

MEW = 15,745 x -0,005 = -0,0786 kN

8. Beban Gempa (EQ)

1. Beban Gempa Arah Memanjang (Arah X)

Tinggi Breast Wall Lb = h3 + h4 + C = 7,99 m

Ukuran penampang Breast Wall b = By = 13,3 m

h = 1,25 m

Inersia penampang Breast Wall Ic = 1/12*b*h^3 2,165 m4

Mutu beton, K-350 fc' = 0.83*K/10 29,05 Mpa

Modulus elastis beon Ec = 4700*√fc' = 25332,0844 MPa

Ec = 25332084,4 kPa

Nilai kekakuan Kp = 3*Ec*Ic/Lb^3 = 322516,75 kN/m

Percepatan gravitasi g = 9,8 m/det2

Berat sendiri struktur atas PMS (struktur atas) = 627,2487 kN

Beban sendiri struktur bawah PMS (struktur bawah) = 9352,1614 kN

Berat total struktur, WTP = PMs (Struktur atas) + ½ x PMS 5303,3294 kN

Waktu getar alami struktur T = 2 x 𝜋 x √(𝑊𝑇𝑃/ (𝑔 𝑥 𝐾𝑝) = 0,2573742 detik

Koefisien geser dasar, C = 0,18

175

Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis beton bertulang, maka factor

jenis struktur, S = 10 x F dengan, F = 1,25 – 0,025 x n dan F harus di ambil ≥ 1

Untuk, n = 1 maka : F = 1,25 – 0,025 x n = 1,225

S = 1,0 x F = 1,225

Kh= C x S = 0,2205

Gaya Gempa, TEQ = Kh x I x Wt = 0,2205 x Wt

Tabel IV.47 Distribusi Beban Gempa pada Abutment

NO

Berat

Wt

(kN)

TEQ (kN) Uraian lengan terhadap titik O Besar y

(m)

MEQ

(kNm)

STRUKTUR ATAS

PMS 627,249 138,308 y = H 10,13 1401,063

PMA 14,391 3,173 y = H 10,13 32,145

ABUTMENT

1 121,030 26,687 y1 = h7 + h6 + C + h4 + h3 +

h1/2 10,09 269,273

2 360,297 79,445 y2 = h7 + h6 + C + h4 + h3/2 8,875 705,079

3 719,031 158,546 y3 = h7 + h6 + C + h4/2 7,585 1202,574

4 118,703 26,174 y4 = h7 + h6 + 2/3*C 5,357 140,205

5 784,7 810,145 y5 = h7 + h6 + d/2 5,295 4289,715

6 49,0438 10,814 y6 = h7 + 2/3*h6 1,667 18,024

7 1159,59 10,814 y7 = h7+1/3*h6 1,583 17,122

8 3597,65 129,770 y8 = h7/2 0,75 97,327

9 8533,88 129,770 y9 = h7/2 0,75 97,327

WING WALL

10 127,925 28,207 y10 = y1 10,09 284,613

11 302,75 66,756 y11 = h7 + h6 + C + (h4 + h3)/2 8,45 564,091

12 148,75 32,799 y12 = h7 + h6 + C/2 4,455 146,121

13 668,36 147,373 y13 = h7 + h6 /2 1,625 239,482

14 50 11,025 y14 = h7 +2/3*h6 1,667 18,375

15 255,5 56,338 y15 = 2/3 * h7 1 56,338

16 29,063 6,408 y16 = h7 + h6 + C + 1/3*h4 7,443 47,699

17 8,925 1,968 y17 = d + h6 + h7 8,840 17,397

TANAH

19 105,687 23,304 y19 = H-h1/2 10,09 235,137

20 632,521 139,471 y20 = h7+ h6 + (C+h4+h3)/2 5,745 801,261

21 81,6673 18,008 y21 = h7+ h6 + (C + h4)/3 3,837 69,089

22 1039,58 229,227 y22 = h7 + 2/3 *h6 1,667 382,045

TEQ = 2196,193 MEQ = 10461,45

176

Letak tiitk tangkap gaya horizontal gempa, YEQ = MEQ / TEQ = 4,763 m

2. Beban Gempa Arah Memanjang (Arah Y)

Inersia penampang breast

wall Ic = 1/12*h*b^3 = 245,06635 m4

Nilai kekakuan Kp = 3*Ec*Ic/Lb^3 = 4,E+07 kN/m

Waktu getar alami struktur T= 2*π*√[WTP/(g*Kp)] = 0,3550319 detik

Koefisien geser dasar C = 0,18

Faktor tipe struktur S = 1.3*F = 1,225

Koefisien beban gempa

horizontal Kh = C*S = 0,2205

Faktor kepentingan I = 1

Gaya gempa TEQ = Kh*I*Wt = 0,2205 *Wt

Berat sendiri (struktur atas

+ struktur bawah) PMS = 9979,41 kN

Beban mati tambahan PMA = 14,391 kN

Beban mati total Wt = PMS + PMA = 9993,801 kN

Beban gempa arah

melintang jembatan TEQ = Kh*I*Wt = 2203,633 kN

Momen pada pondasi

akibat beban gempa MEQ = TEQ*YEQ = 10461,45 kNm

9. Tekanan Tanah Dinamis Akibat Gempa

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis dihitung dengan menggunakan

koefisien tekanan tanah dinamis (∆KaG) sebagai berikut :

θ = 𝑡𝑎𝑛−1 (𝐾ℎ)

KaG = 𝑐𝑜𝑠2 (ɸ’ - θ) / [𝑐𝑜𝑠2 θ x {1 + √(sin ɸ’ x sin(ɸ’ − θ)) / 𝑐𝑜𝑠 θ} ]

∆KaG = KaG – Ka

Tekanan Tanah dinamis, p = Hw x Ws x ∆KaG kN/m2

H = 10,13 m

By = 13,3 m

Kh = 0,2205

ɸ’ = 0,426053 rad

Ka = 0,781748

Ws = 17,2 kN/m3

∅ = 𝑡𝑎𝑛−1 (𝐾ℎ) = 0,21703

𝑐𝑜𝑠2 (ɸ’ - θ) = 0,989382

Cos^2Ø*{1+√(sinФ'*sin(Ф-Ø))/cosØ = 1,129516

KaG = Cos^2 (Ф-Ø)/[Cos^2Ø*{1+√(sinФ'*sin(Ф-Ø)/cos Ø}] = 0,875935

177

∆KaG = KaG - Ka = 0,094187

Gaya gempa lateral TEQ = 1/2 x H2 x Ws x ∆KaG x By = 1105,503 kN

Lengan terhadap pondasi YEQ = 2/3 x H = 6,753 m

Momen akibat gempa MEQ = TEQ x YEQ = 7465,381 kNm

10. Gesekan pada Perletakan (FB)

Koefisien gesek pada tumpuan yang berupa elastomer, 𝜇 = 0,18

Gaya gesek yang timbul hanya ditinjau terhadap beban berat sendiri dan beban mati

tambahan.

Gambar IV.47 Gesekan Pada Perletakan Abutment

Reaksi Abutment akibat :

• Berat sendiri struktur atas PMS = 627,248 kN

• Berat mati tambahan PMA = 14,349 kN

• Reaksi abutment akibat beban tetap PT = PMS + PMA = 641,6397 kN

• Gaya gesek pada perletakan TFB = 𝜇 x PT = 115,495 kN

• Lengan terhadap pondasi YFB = 8,84 m

• Momen pada pondasi akibat gempa MFB = TFB x YFB = 1020,977 kNm

TFB

178

• Lengan terhadap Breast Wall Y’FB = 7,09 m

• Momen pada Breast Wall akibat gempa M’FB = TFB x Y’FB = 818,860 kNm

11. Kombinasi Beban Kerja

Tabel IV.48 Rekapitulasi Beban yang Bekerja pada Abutment

REKAP BEBAN KERJA Arah Vertikal Horizontal Momen

No Aksi/Beban Kode P

(kN)

Tx

(kN)

Ty

(kN)

Mx

(kNm)

My

(kNm)

A Aksi Tetap

1 Berat sendiri MS 9979,41 -16857,33

2 Beb. Mati tambahan MA 14,39 -0,07

3 Tekanan tanah TA 6592,32 24095,20

B Beban Lalu-lintas

4 Beban lajur "D" TD 898,90 -4,49

5 Beban pedestrian TP 0,00 0,00

6 Gaya rem TB 250,00 2532,50

C Aksi Lingkungan

7 Temperatur ET 17,55 155,14

8 Beban angin EW 15,72 36,33 -0,08 384,94

9 Beban gempa EQ 2196,19 2196,19 10461,45 10461,45

10 Tek. Tanah dinamis EQ 1105,50 7465,83

D Aksi lainnya

11 Gesekan FB 115,50 1020,98

179

KOMBINASI- 1 Arah Vertikal Horizontal Momen


(kN)

Tx

(kN)

Ty

(kN) Mx (kNm) My (kNm)

1 Berat sendiri MS 9979,41 -16857,329


3 Tekanan tanah TA 6592,321 24095,197

4 Beban lajur "D" TD 898,9 -4,495

5 Beban pedestrian TP

6 Gaya rem TB

7 Temperatur ET

8 Beban angin EW

9 Beban gempa EQ

10 Tek. Tanah dinamis EQ

11 Gesekan FB

10892,7 6592,321 7233,3018



(kN) Tx (kN) Ty (kN) Mx (kNm)

My

(kNm)

1 Berat sendiri MS 9979,41 -16857,33

2 Beb. Mati tambahan MA 14,391 -0,071955 3 Tekanan tanah TA 6592,321 24095,197

4 Beban lajur "D" TD 898,9 -4,4945 5 Beban pedestrian TP 6 Gaya rem TB 250 2532,5

7 Temperatur ET 8 Beban angin EW 15,7248 36,332888 -0,078624 384,94264

9 Beban gempa EQ 10 Tek. Tanah dinamis EQ

11 Gesekan FB

10908,4 6842,321 36,332888 9765,7232 384,94264

180



(kN) Tx (kN) Ty (kN) Mx (kNm) My (kNm)

1 Berat sendiri MS 9979,41 -16857,33


3 Tekanan tanah TA 6592,321 24095,197

4 Beban lajur "D" TD 898,9 -4,4945


6 Gaya rem TB 250 2532,5

7 Temperatur ET

8 Beban angin EW 15,7248 36,332888 -0,078624 384,94264

9 Beban gempa EQ

10 Gesekan FB 115,50 1020,9771

10908,43 6957,8165 36,332888 10786,7003 384,94264



(kN) Tx (kN) Ty (kN) Mx (kNm) My (kNm)

1 Berat sendiri MS 9979,41 -16857,33


3 Tekanan tanah TA 6592,321 24095,197

4 Beban lajur "D" TD 898,9 -4,4945


6 Gaya rem TB 250 2532,5

7 Temperatur ET 17,55 155

8 Beban angin EW 15,7248 36,332888 -0,078624 384,94264

9 Beban gempa EQ

10 Gesekan FB 115,50 1020,9771

10908,43 6975,3665 36,332888 10941,8423 384,94264

181



(kN) Tx (kN)

Ty (kN)

Mx (kNm) My (kNm)

1 Berat sendiri MS 9979,41 -16857,33


3 Tekanan tanah TA

4 Beban lajur "D" TD


6 Gaya rem TB

7 Temperatur ET

8 Beban angin EW

9 Beban gempa EQ 2196,193 2196,193 10461,4539 10461,454

10 Tek. Tanah dinamis EQ 1105,503 7465,831

11 Gesekan FB

9993,801 3301,6961 2196,193 1069,88373 10461,454

Tabel IV.49 Rekap Kombinasi Beban Untuk Perencanaan Tegangan Kerja pada Abutment

No Kombinasi Beban Tegangan

berlebihan

P

(kN)

Tx

(kN)

Ty

(kN)

Mx

(kNm) My (kNm)

1 KOMBINASI-1 0% 10892,7 6592,3213 0 7233,30181 0

2 KOMBINASI-2 25% 10908,43 6842,3213 36,332888 9765,72318 384,94264

3 KOMBINASI-3 40% 10908,43 6957,8165 36,332888 10786,7003 384,94264

4 KOMBINASI-4 40% 10908,43 6975,3665 36,332888 10941,8423 384,94264

5 KOMBINASI-5 50% 9993,801 3301,6961 2196,193 1069,88373 10461,454

182

12. Kontrol Stabilitas Guling Pada Abutmnt

1) Stabilitas Guling Arah X

Berikut merupakan pemodelan dari gaya momen aksi (Mx) yang diakibatkan

beban dan momen reaksi (Mp) yaitu momen perlawnaan yang diakibatkan beban

P dikali dengan titik guling dapat dilihat pada gambar IV.46 dan IV.47. Angka

aman (SF) terhadap guling di ambil 2,2

Gambar IV.48 Gaya Momen Aksi dan Reaksi Arah Memanjang Jembatan

• Letak titik guling A (ujung pondasi) terhadap pusat pondasi:

Bx/2 = 1,81 m

• Momen Penahan guling

Mpx = P x (Bx/2) x (1+ k)

Dimana :

k = Persenan kelebihan beban yang diijinkan (%)

• Angka aman terhadap guling

SF = Mpx

Mx ≥ 2,2

Dimana :

Mx = momen penyebab guling arah X

183

Tabel IV.50 Kombinasi Beban Stabilitas Guling Arah X

No Kombinasi

Beban k

P

(kN)

Mx

(kN)

Mpx

(kN) SF Keterangan

1 KOMBINASI-1 0% 10892,7 7233,3018 19715,789 2,73 > 2.2 (OK)

2 KOMBINASI-2 25% 10908,43 9765,7232 24680,314 2,53 > 2.2 (OK)

3 KOMBINASI-3 40% 10908,43 10786,7 27641,951 2,56 > 2.2 (OK)

4 KOMBINASI-4 40% 10908,43 10941,842 27641,951 2,53 > 2.2 (OK)

5 KOMBINASI-5 50% 9993,801 1069,8837 27133,17 25,36 > 2.2 (OK)

2) Stabilitas Guling Arah Y

• Letak titik guling A (ujung pondasi terhadap pusat pondsi

By/2 = 6,65 m


Mpx = P x (By/2) x (1+ k)

Dimana :



SF = Mpy

My ≥ 2,2

Dimana :

My = momen penyebab guling arah Y

Gambar IV.49 Gaya Momen Aksi dan Reaksi Arah Melintang Jembatan

y

184

Tabel IV.51 Kombinasi Beban Stabilitas Guling Arah Y

No Kombinasi

Beban k

P

(kN)

My

(kN)

Mpy

(kN) SF Keterangan

1 KOMBINASI-1 0% 10892,7 0 72436,462

2 KOMBINASI-2 25% 10908,43 384,94264 90676,29 235,557925 > 2.2 (OK)

3 KOMBINASI-3 40% 10908,43 384,94264 101557,44 263,824876 > 2.2 (OK)

4 KOMBINASI-4 40% 10908,43 384,94264 101557,44 263,824876 > 2.2 (OK)

5 KOMBINASI-5 50% 9993,801 10461,454 99688,166 9,52909287 > 2.2 (OK)

13. Kontrol Stabilitas Geser Pada Abutment

1) Stabilitas Geser Arah Memanjang Jembatan (arah X)

Berikut merupakan pemodelan dari gaya geser aksi (Tx) yang diakibatkan beban

dan reaksi (H) yaitu gaya perlawanannya tersaji pada gambar IV.45 dan IV.46.

Gambar IV.50 Gaya Geser Aksi dan Reaksi Arah Memanjang Jembatan

• Parameter tanah dasar Pile - Cap

Sudut Gesek, ɸ = 28°

Kohesi, C = 15 kPa

• Ukuran dasar Pile – Cap

Bx = 3,62 m

By = 13,3 m

• Gaya penahan geser

H = ( C x Bx x By x P x tan ɸ ) x (1 + k) harus ≥ 1,1

185

Dimana :


Tx = momen penyebab geser

Tabel IV.52 Kombinasi Beban Stabilitas Geser Arah X

No Kombinasi

Beban k

Tx

(kN)

P

(kN)

H

(kN) SF Keterangan

1 KOMBINASI-1 0% 6592,321 10892,701 6513,942 0,99 < 1.1 (NO)

2 KOMBINASI-2 25% 6842,321 10908,426 8152,879 1,192 > 1.1 (OK)

3 KOMBINASI-3 40% 6957,816 10908,426 9131,224 1,312 > 1.1 (OK)

4 KOMBINASI-4 40% 6975,366 10908,426 9131,224 1,309 > 1.1 (OK)

5 KOMBINASI-5 50% 3301,696 9993,801 9053,982 2,742 > 1.1 (OK)

2) Stabilitas Geser Arah Melintang Jembatan (arah Y)

Gambar IV.51 Gaya Geser Aksi dan Reaksi Arah Memanjang Jembatan

• Parameter tanah dasar Pile - Cap


Kohesi, C = 15 kPa

• Ukuran dasar Pile – Cap

Bx = 3,62 m

By = 13,3 m

• Gaya penahan geser


186

Dimana :


My = momen penyebab geser

Tabel IV.53 Kombinasi Beban Stabilitas Geser Arah Y

No Kombinasi Beban k Ty

(kN)

P

(kN)

H

(kN) SF Keterangan

1 KOMBINASI-1 0% 0 10892,701 6513,9419

2 KOMBINASI-2 25% 36,333 10908,426 8152,8787 224,394 > 1.1 (OK)

3 KOMBINASI-3 40% 36,333 10908,426 9131,2241 251,321 > 1.1 (OK)

4 KOMBINASI-4 40% 36,333 10908,426 9131,2241 251,321 > 1.1 (OK)

5 KOMBINASI-5 50% 2196,193 9993,8011 9053,9824 4,123 > 1.1 (OK)

IV.3.2 Analisis pilar pada Jembatan Tanjung Baru

Pilar yang ditinjau adalah pilar (P2A) pada jembatan, untuk itu dalam proses

perhitungan pembebanan pada pilar (P2A) dipengaruhi oleh beban yang bekerja dari arah

kiri dan kanan pada pilar. Gaya-gaya yang bekerja pada pilar antara lain:

Gambar IV.52 Pembebanan pada Pilar P2A

187

IV.3.2.1 Analisis Beban Kerja Pilar (P2A)


A. Berat Sendiri Struktur Atas

Tabel IV.54 Berat Sendiri Struktur Atas pada Pilar

NO Beban Parameter Volume

Berat Satuan Berat

(kN) b (m) t (m) L (m) n

1 Plat Lantai 1,73 0,25 30,8 1 25 kN/m3 333,025

2 Deck Slab 1,68 0,07 30,8 6 25 kN/m3 543,312

3 Tiang Sandaran 30,8 2 10,218 kN/m 629,428

4 Balok Prategang 30,8 7 16,741 kN/m 3609,359

5 Diafragma 30,8 6 2,273 kN/m 420,05

Total berat sendiri strukur atas Wms = 5535,174

Lengan Terhadap Titik A = 11,216 m

B. Berat Sendiri Pilar

a) Bagian-bagian pada pilar P2A meliputi:

Gambar IV.53 Berat Sendiri pada Pilar P2A

188

• Pierhead

Lebar =12,092 m

• Kolom

Jumlah kolom = 3 kolom

Diameter kolom = 1,2 m

Tinggi kolom = 5,336 m

• Pile cap

Lebar = 13,143 m

• ɣbeton = 2,5 t/m³

b) Berat pada pierhead P2A meliputi:

Gambar IV.54 Berat Sendiri pada Pierhead P2A

Tabel IV.55 Berat Sendiri Pierhead

NO Luasan

(m²)

Lebar

(m)

ɣbeton

(t/m³)

Wpierhead

(ton)

1 1 x 0,73 13,143 2,5 23,986

2 2 x 1,225 13,143 2,5 80,501

3 2+1,5

2 x 0,4 13,143 2,5 23,00

Ʃ 127.487 ton

189

Tabel IV.56 Akibat Titik Berat pada Pierhead

No Beban (Ton) Jarak titik berat ke A Momen terhadap A

x (m) Mx (ton.m)

1 23,986 3,15 75,56

2 80,501 2,50 201.25

3 23,000 2,50 57,5

Σ = 334,31

Gambar IV.55 Jarak Titik Berat pada Pierhead P2A ke A

c) Berat pada kolom pierhead P2A meliputi:

Gambar IV.56 Berat Sendiri Kolom pada Pierhead P2A

1200

533

6

190

Berat kolom (W) = 3 x [(1/4 𝜋d²) x h x ɣbeton

= 3 x [(1/4 x 𝜋 x 1,2²) x 5,336 m x 2,5 t/m³

= 45,261 ton

Tabel IV.57 Akibat Titik Berat pada Kolom Pierhead


x (m) Mx (ton.m)

1 45,261 2,5 113,152

Σ = 113,152

d) Berat pada Pilecap pierhead P2A meliputi:

Gambar IV.57 Berat Sendiri Pilecap pada Pierhead P2A

Tabel IV.58 Berat Sendiri Pilecap

NO LUASAN (m²) LEBAR (m) ɣbeton

(t/m³)

Wpilecap

(ton)

1 1,2+5

2 x 0,25 13,413 2,5 25,987

2 5 x 1,5 13,143 2,5 251,494

Ʃ 277,481 ton

Tabel IV.59 Akibat Titik Berat pada Pilecap


x (m) Mx (ton.m)

1 25,987 2,5 64,967

2 251,494 2,5 628,735

Σ 277,481 693,702

191

Berat total sendiri pilar:

Wpilar total = Wpierhead + Wkolom + Wpilecap

= 127,487 ton + 45,261 ton + 277,481 ton

= 450,229 ton = 4415,24 kN

Maka diperoleh:

ΣMx total pilar = 334,31 ton.m + 113,152 ton.m + 693,702 ton.m

= 1141,164 ton.m

Adapun lengan pilar ke A adalah:

x = Ʃ𝑀𝑥

Ʃ𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 =

1141,164 𝑡𝑜𝑛.𝑚

450,229 𝑡𝑜𝑛 = 2,53 m

Beban Akibat Berat Sendiri Berat Sendiri

• Struktur atas + Struktur Bawah = 5535,174 kN + 4415,24 kN


Beban mati tambahan (Superimposed dead load), adalah berat seluruh bahan yang

menimbulkan suatu beban pada jembatan yan merupakan elemen non – structural,

dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan. Jembatan dianalisis harus

mampu memikul beban tambahan seperti :

1) Penambahan lapisan aspal (Overlay) di kemudian hari,

2) Genangan air hujan jika system drainase tidak bekerja dengan baik,

Tabel IV.60 Beban Mati Tembahan pada Pilar

No Jenis beban mati

tambahan

Tebal

(m)

Lebar

(m)

Panjang

(m)

W

(kN/m3)

Berat

(kN)

1 Lap. Aspal + overlay 0,10 12,3 30,8 22 833,448

2 Air hujan 0,05 12,3 30,8 9,8 185,631

WMA = 1019,079

Maka Beban total bangunan diatas Pilar (P2A)

Q1total = Berat total Sendiri Struktur atas pilar + Berat total mati tambahan pada Pilar

= 6554,253 kN


192

Tinjau Kanan Pilar

Perhitungan berat struktur atas pada pilar yang ditinjau dari kanan sama dengan

perhitungan berat sendiri struktur atas ditambah beban mati tambahan pada abutment

yaitu:

Q2total = 1283,279 kN


Maka, didapat nilai Q1total (tinjau kiri pilar) dan Q2total (tinjau kanan pilar) gambar dapat

dilihat dibawah ini:

Gambar IV.58 Beban Mati Tambahan Total

193


Gambar IV.59 Beban Lajur pada Pilar

Tinjau Kiri dari Pilar

Beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi merata (UDL) dan beban garis (KEL).

(UDL) mempunyai intensitas q kPa, dimana besarnya tergantung pada panjang total

yang dibebani “L” seperti berikut:

q = 9.0 x (0.5 + 15

𝐿 ) kPa untuk L > 30 𝑚

maka :

L = 30,8 m

q = 9.0 x (0.5 + 15

𝐿 )

= 9.0 x (0.5 + 15

30,8 ) = 8,883 kPa



Besar beban Lajur “D”

Untuk harga, L= 30,8 m b1 = 12,3 m DLA = 0,4

194

Beban pada pilar akibat beban lajur “D”

PTD = 2x [ q x L x (5,5 + 𝑏)/2 + p + DLA x (5,5 + b)/2]

= 2x [ 8,883 x 30,8 x (5,5 + 12,3)/2 + 49,0 + 0,4 x (5,5 + 12,3)/2]

= 4975,136 kN

Tinjau Kanan

Perhitungan beban hidup akibat beban merata dan beban garis yang terjadi pada

pilar sebelah kanan sama dengan beban Lajur pada abutment yaitu:

PTD = 898,9 kN

Makan PTD = 4975,136 kN + 898,9 kN = 5874,036 kN

4. Gaya Rem (TB)

Pengaruh pengereman dari lalu lintas diperhitungkan sebegai gaya dalam arah

memanjang dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya

rem arah memanjang jembatan tergantung Panjang total jembatan (Lt) sebagai

berikut:

Gambar IV.60 Gaya Rem pada Pilar

• Gaya rem, TTB = 250 KN untuk, Lt ≤ 80 m

• Untuk, , Lt = L = 30,8 m

• Gaya rem pada pilar untuk 2 jalur lalu lintas, TTB = 2 x 250 kN = 500 kN

195

• Lengan terhadap pondasi :

YTB = 1500 + 250 + 5336 + 400 + 1955 + 900 = 10341 mm = 10,341 m

• Momen pada pondasi akibat gaya rem

MTB = TTB x YTB = 5170,5 kNm

• Lengan terhadap Pier Wall :

Y’TB = 250 + 5336 + 400 + 1955 + 900 = 8841 mm = 8,841 m

• Momen pada Breast Wall akibat gaya rem:

MTB = TTB x Y’TB = 4420,5 kNm

5. Beban Angin (EW)

1) Beban Angin Arah Y (Melintang Jembatan)

Gaya akibat angin dihitung dengan rumus:

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

Dimana :




Cw = 1,25

Vw = 35 m/det

Panjang bentang, L = 30,8 m

Tinggi bidang samping atas, ha = 2,35 m

Tinggi bidang samping kendaraan, hk = 2 m

Ab1 = = L x (ha + hk) = 133,98 m2

• Beban angin pada pada struktur atas,

TEW1 = 0,0006 x Cw x (Vw)2 x Ab1 = 123,094 kN


YEw 1 = 1500 + 250 + 5336 + 400 + 1955 + 2350 = 11791 mm = 11,791 m

• Momen pada pondasi akibat beban angin atas

MEW 1 = TEW 1 * YEW 1 = 1451,401 kNm

• Lengan terhadap dasar Pier Wall

Y’Ew 1 = 5336 + 400 + 1955 + 2350 = 10041 mm = 10,041 m

• Momen pada Pier Wall akibat angina atas

M’EW 1 = TEW 1 * Y’EW 1 = 1235,987 kNm

196

• Tinggi bidang samping stuktur bawah,

= 5336 + 400 + 1955 = 7691 mm = 7,691 m

Ab2 = 2 x h x (7,691)

= 2 x 1,2 x 7,691 = 18,458 m2

• Beban angina pada struktur bawah

TEW2 = 0,0006 x Cw x (Vw)2 x Ab2 = 16,958 kN


YEw 2 = 1500 + 250 + (5336 + 2355)/2 = 5596 mm = 5,596 m


MEW 2 = TEW 2 * YEW 2 = 94,897 kNm


Y’Ew 2 = (5336 + 2355)/2 = 3845,5 mm = 3,846 m


M’EW 2 = TEW 2 * Y’EW 2 = 65,324 kNm

• Total gaya akibat beban angin

TEW = TEW 1+ TEW2 = 123,094 kN + 16,958 kN = 140,052 kN

• Total Momen pada pondasi akibat beban angin

MEW = MEW 1 + MEW2 = 1451,401 + 94,897 = 1546,294 kNm

• Total Momen pada Pier Wall akibat beban angin

M‘EW = M’EW 1 + M’EW2 = 1235,987 + 65,324 = 1301,311 kNm

Beban angina merata tambahan arah horizontal pada permukaan lantai jembatan

akibat beban yang menutup kendaraan di atas lantai jembatan dihitung dengan

rumus : TEW = 0,0012 x Cw x (Vw)2 kN/m dengan, Cw = 1,2

• Beban angin tambahan yang meniup bidang samping kendaraan :

TEW = 0,0012 x Cw x (Vw)2

= 0,0012 x 1,2 x 352 = 1,764 kN/m

• Bidang Vertikal yang ditiup angina merupakan bidang samping kendaraan

dengan tinggi 2 m di atas lantai jembatan.

h = 2 m ; jarak antar roda kendaraan, x = 1,75 m

• Gaya pada abutment akibat transfer beban angina ke lantai jembatan

PEW = 2 x [1

2 x

ℎ

x x 𝑇𝐸𝑊] x L

= 2 x [1

2 x

2

1,75 x 1,764] x 30,8 = 62,093 kN

197

2) Beban Angin Arah X (Memanjang Jembatan)

• Ukuran bidang pilar yang di tiup angin,

Tinggi : 7,691 m

Lebar 4,5 m

• Luas bidang pilar yang ditiup angin, Ab = 2 x 4,5 x 7,691 = 69,219 m

• Beban angin pada struktur atas

TEW = 0,0006 x Cw x (Vw)2 x Ab

= 0,0006 x 1,25 x (35)2 x 69,219 = 63,595 kN


YEw = 1500 + 250 + (5336 + 400 + 1955)/2 = 5595,5 mm = 5,596 m


MEW 1 = TEW 1 * YEW 1 = 355,878 kNm


Y’Ew 1 = (5336 + 400 + 1955)/2 = 3845,5 mm = 3,846 m


M’EW 1 = TEW 1 * Y’EW 1 = 244,586 kNm

6. Beban Gempa (EQ)

Pada grafik koefisien geser dasar gempa untuk wilayah 3 (sumatera utara) yang

terdapat dalam RSNI – T – 02 – 2005 (dengan mengasumsikan kondisi tanah pada lokasi

adalah tanah sedang) didapat nilai C = 0,18 (Tabel 34 RSNI-T-02-2005).

Beban rencana gempa yaitu :

TEQ = Kh x I x WT

Koefisien ekivalensi beban gempa horisontal :

Kh = C x S

dengan :

TEQ = Gaya gempa total dalam arah yang ditinjau

Kh = Koefisien ekivalensi beban gempa horisontal

C = Koefisien geser gempa = 0,18 (wilayah gempa III)

I = Faktor kepentingan ( Tabel 32 RSNI-T-02-2005) = 1

S = Faktor tipe bangunan ( Tabel 33 RSNI-T-02-2005) = 1

198

Tabel IV.61 Koefisien Geser Dasar Untuk Tanah

1) Gaya Gempa Terhadap Pilar

Wpilar = 44115,24 kN

Kh = C x S

= 0,18 x 1

= 0,18

TEQ = Kh x I x Wpilar

= 0,18 x 1 x 4415,24 kN

= 794,743 kN

Lengan (y) = 3,57 m

2) Gaya Gempa Terhadap Bangunan Diatasnya

Wbangunan diatasnya = 5535,174 kN

Kh = C x S

= 0,18 x 1

= 0,18

TEQ = Kh x I x Wpilar

= 0,18 x 1 x 5535,174 kN

= 996,331 kN

Lengan (y) = 10,73 m

199

Tabel IV.62 Rekapitulasi Beban yang Kerja pada Pilar

REKAP BEBAN KERJA Arah Vertikal Horizontal Momen


(kN)

Tx

(kN)

Ty

(kN)

Mx

(kNm)

My

(kNm)

A Aksi Tetap

1 Berat sendiri MS 4415,240

2 Beb. Mati tambahan MA 1019,079

B Beban Lalu-lintas

3 Beban lajur "D" TD 5874,036

4 Gaya rem TB 500,00 5170,50

C Aksi Lingkungan

5 Beban angin EW 62,093 63,595 140,052 355,878 1546,294

6 Beban gempa EQ 1791,07 1791,07 48796,30 48796,30


No Aksi/Beban Kode P (kN) Ix

(kN)

Iy

(kN)

Mx

(kNm)

My

(kNm)




4 Gaya rem TB

5 Beban angin EW

6 Beban gempa EQ

11308,36 0 0

200



(kN)

Ix

(kN)

Iy

(kN)

Mx

(kNm)

My

(kNm)


2

Beb. Mati

tambahan MA 1019,079


4 Gaya rem TB 500 5170,5

5 Beban angin EW 62,093 140,052 355,878 1546,294

6 Beban gempa EQ

11370,45 500 140,052 5526,378 1546,294



(kN)

Ix

(kN)

Iy

(kN)

Mx

(kNm)

My

(kNm)




4 Gaya rem TB 500 5170,5

5 Beban angin EW 62,093 140,052 355,878 1546,294

6 Beban gempa EQ

5496,412 500 140,052 5526,378 1546,294

201



(kN)

Ix

(kN)

Iy

(kN)

Mx

(kNm)

My

(kNm)


2

Beb. Mati

tambahan MA 1019,079


4 Gaya rem TB

5 Beban angin EW 62,093 140,052 355,878 1546,294

6 Beban gempa EQ 1791,074 1791,074 48796,3 48796,3

5496,412 1791,074 1931,126 49152,178 50342,594

No Kombinasi Beban Tegangan

berlebihan

P

(kN)

Tx

(kN)

Ty

(kN)

Mx

(kNm)

My

(kNm)

1 KOMBINASI-1 0% 11308,36 0 0 0 0

2 KOMBINASI-2 25% 11370,45 500 140,052 5526,378 1546,294

3 KOMBINASI-3 40% 5496,412 500 140,052 5526,378 1546,294

4 KOMBINASI-4 50% 5496,412 1791,074 1931,126 49152,178 50342,594

Tabel IV.63 Rekap Kombinasi Beban Untuk Perencanaan Tegangan Kerja pada Pilar

202

7. Kontrol Stabilitas Guling Pada Pilar

1) Stabilitas Guling Arah X

Gambar IV.61 Gaya Momen Aksi dan Reaksi Arah Memanjang Pilar

• Letak titik guling A (ujung pondasi) terhadap pusat pondasi:

Bx/2 = 2,5 m


Mpx = P x (Bx/2) x (1+ k)

Dimana :



SF = Mpx

Mx ≥ 2,2

Dimana :

Mx = momen penyebab guling arah X

203

Tabel IV.64 Kombinasi Beban Stabilitas Guling Arah X

No Kombinasi

Beban k

P

(kN)

Mx

(kN)

Mpx

(kN) SF Keterangan

1 KOMBINASI-1 0% 11308,36 0 28270,888

2 KOMBINASI-2 25% 11370,45 5526,378 35532,65 6,43 > 2.2 (OK)

3 KOMBINASI-3 40% 5496,412 5526,378 19237,442 3,48 > 2.2 (OK)

4 KOMBINASI-4 50% 5496,412 49152,178 20611,545 0,42 < 2.2 (NO)

2) Stabilitas Guling Arah Y

• Letak titik guling A (ujung pondasi terhadap pusat pondsi

By/2 = 6,57 m


Mpx = P x (By/2) x (1+ k)

Dimana :



SF = Mpy

My ≥ 2,2

Dimana :

My = momen penyebab guling arah Y

Tabel IV.65 Kombinasi Beban Stabilitas Guling Arah Y

No Kombinasi

Beban k

Tx

(kN)

P

(kN)

H

(kN) SF Keterangan

1 KOMBINASI-1 0% 0,000 11308,355 2069,523

2 KOMBINASI-2 25% 500,000 11370,448 2600,590 5,201 > 2,2 (OK)

3 KOMBINASI-3 40% 500,000 5496,412 1462,609 2,925 > 2,2 (OK)

4 KOMBINASI-4 40% 1791,074 5496,412 1462,609 0,817 < 2,2 (NO)

204

8. Kontrol Stabilitas Geser Pada Pilar

1) Stabilitas Geser Arah Memanjang Jembatan (arah X)

Parameter tanah dasar Pile - Cap


Kohesi, C = 11,5 kPa

Ukuran dasar Pile – Cap

Bx = 5 m

By = 13,14 m

Gaya penahan geser


Dimana :


Tx = momen penyebab geser

Tabel IV.66 Kombinasi Beban Stabilitas Geser Arah X

No Kombinasi

Beban k

Tx

(kN)

P

(kN)

H

(kN) SF Keterangan

1 KOMBINASI-1 0% 0,000 11308,355 2749,518

2 KOMBINASI-2 25% 500,000 11370,448 3450,583 6,901 >1.1 (OK)

3 KOMBINASI-3 40% 500,000 5496,412 2414,602 4,829 >1.1 (OK)

4 KOMBINASI-4 40% 1791,074 5496,412 2414,602 1,348 >1.1 (OK)

2) Stabilitas Geser Arah Melintang Jembatan (arah Y)

Parameter tanah dasar Pile - Cap


Kohesi, C = 11,5 kPa

Ukuran dasar Pile – Cap

Bx = 5 m

By = 13,14 m

Gaya penahan geser


Dimana :


Mx = momen penyebab geser

205

Tabel IV.67 Kombinasi Beban Stabilitas Geser Arah Y

No Kombinasi Beban k Ty

(kN)

P

(kN)

H

(kN) SF Keterangan

1 KOMBINASI-1 0% 0 11308,355 2749,5181

2 KOMBINASI-2 25% 140,052 11370,448 3450,5835 24,638 >1.1 (OK)

3 KOMBINASI-3 40% 140,052 5496,412 2414,602 17,241 >1.1 (OK)

4 KOMBINASI-4 40% 1931,126 5496,412 2414,602 1,250 >1.1 (OK)

206

BAB V

PENUTUP

V.1 Simpulan

1. Srtuktur Atas

a. Plat Lantai

Tebal plat lantai 25 cm

Tulangan lentur negatif D16 -120 dengan tulangan bagi D13 - 150

Tulangan lentur positif D16 - 120 dengan tulangan bagi D13 - 150

b. Plat Injak

Tebal plat lantai 25 cm

Tulangan melintang jebatan digunakan D13 -150

Tulangan memanjang jebatan digunakan D19 -200

c. Diafragma

Berat Diafragma 6 buah dibentanng 30,8 meter = 51,72 kNm

Berat Diafragma 5 buah dibentang 15,6meter = 7,8 kNm

d. Tiang Sandaran

Berat Tiang Sandaran = 10,218 kNm

e. Balok Prategang 30,8 meter

Balok girder yang digunakan memiliki 3 tendon

ns1 = 18 Strands

ns2 = 19 Strands

ns3 = 19 Strands

Makan jumlah Strands 56 Strands

f. Balok Prategang 15,6 meter

Balok girder yang digunakan memiliki 3 tendon

ns1 = 16 Strands

ns2 = 15 Strands

ns3 = 15 Strands

Makan jumlah Strands 46 Strands

207

2. Srtuktur Bawah

a. Abutment

Stabilitas guling arah memanjang jembatan

• All Combination OK (aman)

Stabilitas guling arah melintang jembatan


Stabilitas geser arah memanjang jembatan

• Combination 2 - 5 OK (aman)

• Combination 1 NO (Tidak aman)

Stabilitas geser arah melintang jembatan


b. Pilar

Stabilitas guling arah memanjang jembatan



Stabilitas guling arah melintang jembatan



Stabilitas geser arah memanjang jembatan


Stabilitas geser arah melintang jembatan


V.2 Saran

1. Dalam menghitung struktur jembatan hendaknya mengikuti perkembangan

peraturan – peraturan dan pedoman – pedoman dalam merencanakan atau

menghitung struktur jembatan.

2. Untuk penelitian selanjutnya perhitungan bisa dilanjutkan sampai dengan

penulangan abutment dan pilar

3. Dengan perkembangan zaman sebaiknya dalam melakukan perhitungan

dengan menggunakan aplikasi SAP 2000 untuk mempermudah analisis dan

kontrol terhadap perhitungan manual.

208

DAFTAR PUSTAKA

Badan Standarisasi Nasional. 2004. RSNI T-12-2004. Perencanaan struktur beton untuk

jembatan. Jakarta : BSN

Badan Standarisasi Nasional. 2016. SNI 1725:2016. Standar Pembebanan untuk Jembatan.

Jakarta : BSN

Badan Standarisasi Nasional. 2008. SNI 2833:2008. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa

untuk Jembatan. Jakarta : BSN

RSNI T-02-2005. Standar Pembebanan Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum.

Departemen Pekerjaan Umum. 1992. BMS vol.1. Jakarta : DPU

Nasution, Ir. Thamrin. 2010. Struktur Baja II Modul 3 Perencanaan Lantai Kendaraan.

Departemen Teknik Sipil.

Lin, T.Y., & Burns, N.H. 1993. Desain Struktur Beton Prategang Edisi Ketiga Jilid 1.

Jakarta: Erlangga.

Nawy, Edward. G. 2001. Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Edisi Ketiga. Jakarta:

Erlangga.

Ir. Soetoyo. Konstruksi Beton Pratekan.

Ilham, M. Noer. 2008. Jembatan Srandakan Kulon Progo. Yogyakarta.

ASTM A 416. Standard Spesification for Steel Strand, Uncoated Seven - Wire for Prestressed

Concrete.

Ader, Giovano. 2018. Analisis Struktur Over Pass Beton Prategang Jalan Desa Pada Proyek

Jalan Tol Medan – Binjai Seksi 1. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil, Program Studi T

eknik Perancangan Jalan dan Jembatan, Politeknik Negeri Medan.

Documents

ANALISA PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN TANJUNG …