TINJAUAN PUSTAKA PERENCANAAN PELABUHAN

7/25/2019 TINJAUAN PUSTAKA PERENCANAAN PELABUHAN

1/20

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Pelabuhan

Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia nomor 61 tahun 2009 tentangkepelabuhanan, pelabuhan adalah tempat yang terdiri atas daratan dan/atau perairan dengan

batas-batas tertentu sebagai tempat kegiatan pemerintahan dan kegiatan pengusahaan yang

dipergunakan sebagai tempat kapal bersandar, naik turun penumpang, dan/atau bongkar muat

barang, berupa terminal dan tempat berlabuh kapal yang dilengkapi dengan fasilitas

keselamatan dan keamanan pelayaran dan kegiatan penunjang pelabuhan serta sebagai tempat

perpindahan intra moda dan antar moda transportasi. Wilayah perairan terdiri dari alur pelayaran,kolam pelabuhan dan breakwater. Sedangkan wilayah daratan terdiri tempat kapal bersandar atau

bertambat, tempat penumpukan, tempat menunggu dan naik turun penumpang, dan/atau tempat bongkarmuat barang.

Salah satu fasilitas yang ada di pelabuhan adalah dermaga atau tempat untuk kapal berlabuh

atau bertambat untuk melakukan bongkar muat barang dan/atau penumpang. Menurut tipekonstruksinya, dermaga dibedakan menjadi dua tipe, yaitu dermaga konstruksi dinding tertutup (wharfatau quay wall) dan dermaga konstruksi dinding terbuka (jettyatau open pier). Pemilihan tipe dermaga

sangat dipengaruhi oleh kebutuhan yang akan dilayani, ukuran kapal, arah gelombang dan angin, kondisitopografi dan tanah dasar laut, dan tinjauan ekonomi untuk mendapatkan bangunan yang paling

ekonomis. Perencanaan dermaga pada tugas akhir ini adalah dermaga tipe jettyyang berada di wilayahterminal khusus PT. Badak NGL. Terminal khusus adalah fasilitas pelabuhan yang terdiri atas wilayah

perairan dan wilayah daratan yang terletak di luar Daerah Lingkungan Kerja dan Daerah LingkunganKepentingan pelabuhan yang merupakan bagian dari pelabuhan terdekat untuk melayani kepentingansendiri sesuai dengan usaha pokoknya.

2.2 Data dan Analisis

2.2.1

Peta BatimetriPeta batimetri merupakan peta yang menunjukkan kontur kedalaman dasar laut dari

posisi 0,00 mLWS. Data dari peta batimetri digunakan untuk mengetahui kedalaman dasar laut

atau dasar sungai sehingga perencanaan struktur dermaga dapat dilakukan secara tepat agar

kapal aman untuk bermanuver. Hasil dari pemetaan batimetri ini adalah susunan garis-garispermukaan tanah.

Pembuatan peta batimetri ini dapat dilakukan dengan mengumpulkan data kedalaman

dasar laut dengan metode penginderaan dari permukaan bumi, yang akan diolah untuk

menghasilkan relief dasar perairan, sehingga dapat digambarkan susunan dari garis-garis

kontur. Peralatan utama yang digunakan dalam pembuatan peta topografi adalah alat ukur jarak

yaitu teodolit dan alat ukur kedalaman echosounder (sonar). Alat sonar dipasang di sisi dari

suatu kapal kemudian gelombang dipancarkan. Waktu tempuh dari gelombang yang

dipancarkan dari permukaan, kemudian dipantulkan oleh dasar laut kemudian diterima kembali

dipermukaan digunakan untuk mengalkulasi kedalaman dari laut yang diukur.

Dalam perencanaan dermaga, peta batimetri ini berfungsi untuk:

Menentukan lokasi perencanaan dermaga dan fasilitas terminal lainnya secara tepat.

Merencanakan kedalaman perairan pelabuhan dan mengetahui daerah yangberbahaya untuk dilalui kapal sehingga aman untuk dilalui kapal.

2.2.2Arus

Pada umumnya arus yang terjadi di sepanjang pantai merupakan arus yang terjadi akibat

perbedaan muka air pasang surut antara satu lokasi dengan lokasi yang lainnya. Selain itu,pergerakan arus laut juga dapat dipengaruhi oleh adanya perbedaan tekanan air pada lokasi satu


2/20

6

dengan lokasi lainya, perbedaan muka tanah dibawah air, perbedaan kerapatan air, dan arus

permukaan.Dalam perencanaan dermaga, data arus ini digunakan untuk mengetahui tekanan arus

yang terjadi dan untuk menghindari pengaruh tekanan arus arah tegak lurus kapal sehingga

kapal dapat bermanuver secara cepat dan aman. Selain itu data arus juga di gunakan untukmengevaluasi stabilitas garis atau morfologi pantai (erosi atau sedimentasi). Sedangkan pada

dermaga yang berada di sungai, data arus digunakan untuk menghitung debit air, intrusi laut

dan juga sedimentasi.

Pengolahan data arus disusun berdasarkan kegunaan datanya. Pada umumnya yang

dibutuhkan adalah mengetahui frekuensi arah dan kecepatan arus terhadap pola aliran pasang

surut. Selain itu juga dilakukan analisa untuk mengetahui kecepatan dan arah arus maksimum

yang terjadi. Analisa data ini bertujuan untuk mengetahui tekanan arus serta kelayakannyauntuk kapal berlabuh.

2.2.3Pasang Surut

Pasang surut laut merupakan suatu fenomena pergerakan naik turunnya permukaan airlaut secara berkala yang diakibatkan oleh kombinasi gaya gravitasi dan gaya tarik menarik dari

benda-benda astronomi terutama oleh matahari dan bulan terhadap bumi. Pengaruh gaya

gravitasi benda angkasa lainnya sangat kecil karena jaraknya lebih jauh atau ukurannya lebih

kecil daripada matahari dan bulan. Besarnya gaya gravitasi berbanding lurus dengan dengan

massa benda tetapi berbanding terbalik terhadap jarak kedua benda. Meskipun massa bulan

lebih kecil dari matahari, gaya tarik gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarikmatahari dalam membangkitkan pasang surut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak

matahari ke bumi. Selain faktor astronomi tersebut, faktor non astronomi yang memengaruhipasang surut terutama di perairan semi tertutup seperti teluk adalah bentuk garis pantai dan

topografi dasar perairan. Pasang surut laut merupakan hasil dari gaya tarik gravitasi dan efek

sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan ke arah luar pusat rotasi.

Tinggi pasang surut diukur dengan menghitung jarak vertikal antara elevasi air tertinggi

(pasang) dan elevasi air terendah (surut) yang berurutan. Sedangkan periode pasang surut

dihitung dari lama waktu yang diperlukan dari posisi muka air pada muka air rata - rata ke posisi

yang sama berikutnya. Periode pada muka air naik disebut pasang, sedang pada saat air turun

disebut surut. Periode pasang surut bisa 12 jam 25 menit atau 24 jam 50 menit, yang tergantung

pada tipe pasang surut. Dalam perencanaan pelabuhan, data pasang surut digunakan untuk

mengatahui elevasi tertinggi dan terendah. Umumnya nilai elevasi tertinggi atau elevasi mukaair pasang digunakan untuk menentukan tinggi dermaga atau breakwater. Sedangkan nilai

elevasi terendah atau muka air surut digunakan untuk menentukan alur kedalaman dalam

pelayaran.Pada suatu daerah dapat terjadi sekali atau dua kali pasang surut dalam satu hari dengan

tipe pasang surut yang berbeda di tiap daerah. Bentuk dari pasang surut ini secara umum dapat

dibedakan menjadi tiga tipe, yaitu:

Pasang surut harian tunggal (diurnal), bila terjadi satu kali pasang dan satu kali surut

dalam sehari sehingga dalam satu periode pasang surut berlangsung sekitar 24 jam

50 menit.

Pasang surut harian ganda (semi diurnal), bila terjadi dua kali pasang dan dua kali

surut dalam sehari sehingga dalam satu periode pasang surut berlangsung sekitar 12

jam 24 menit.

Pasang surut harian campuran (mixed), pada tipe ini terdapat dua kecenderungan

pasang surut, yaitu pasang surut yang lebih dominan pada tipe tunggal dan pasangsurut yang lebih dominan pada tipe ganda


3/20

7

Diperlukan suatu elevasi yang ditetapkan berdasarkan data pasang surut karena elevasi

muka air laut selalu berubah ubah. Penetapan elevasi ini digunakan untuk pedoman dalamperencanaan suatu pelabuhan. Elevasi penting yang perlu diketahui sebagai hasil analisis data

pasang surut yaitu:

LWS (Low water Spring) adalah hasil perhitungan elevasi muka air rata-rata terendahyang dicapai pada saat air surut.

MSL (Mean Sea Level) adalah elevasi rata-rata muka air pada kedudukan

pertengahan antara muka air terendah dan tertinggi. Elevasi ini digunakan sebagai

referensi untuk elevasi di daratan.

HWS (High Water Spring) adalah elevasi rata-rata muka air tertinggi yang dicapai

pada saat air pasang.

2.2.4Angin

Angin adalah sirkulasi udara yang kurang lebih sejajar dengan permukaan bumi.Gerakan udara ini terjadi karena perbedaan suhu dan tekanan udara. Saat udara menerima

panas, rapat massanya berkurang sehingga menyebabkan naiknya udara tersebut yang

kemudian digantikan oleh udara yang lebih dingin di sekitarnya lalu terbentuklah angin. Angin

merupakan unsur dominan yang membentuk gelombang. Angin dapat menyebabkan

permukaan air laut yang tenang mengalami gangguan sehingga menimbulkan riak gelombang

kecil. Komponen data angin mencakup distribusi arah dan kecepatan angin.

Data angin yang digunakan adalah minimal data angin lima tahun untuk dapat

mempelajari pola yang terjadi yang disajikan dalam bentuk tabel. Data dapat diperoleh daristasiun meteorologi terdekat yang berada di bandar udara, bila diperlukan pengukuran langsung

digunakan peralatan Anemometer. Data yang diperoleh biasanya sudah terklarifikasikansehingga pengolahan data lebih mudah dan data dibagi berdasarkan distribusi kecepatan dan

arah angin serta prosentasenya atau lebih dikenal dengan diagram mawar angin (wind rose).Fungsi dari data angin tersebut diantaranya sebagai:

Analisis perhitungan gelombang.

Informasi distribusi kecepatan dan arah angin yang terjadi di lokasi perencanaan

pelabuhan.

Perencanaan beban horizontal pada kapal.

2.2.5GelombangGelombang di laut bisa dibangkitkan oleh angin (gelombang angin), gaya tarik terhadap

matahri dan bulan (pasang surut), letusan gunung berapi atau gempa di laut (tsunami), kapal

yang bergerak dan sebagainya. Diantara pembangkit gelombang tersebut yang paling penting

dalam perencanaan pelabuhan adalah gelombang akibat angin dan pasang surut. Selaingelombang menghasilkan energi yang dapat mengenai bangunan pelabuhan, gelombang juga

bisa menimbulkan arus dan transpose sedimen di daerah pantai. Layout pelabuhan harus

direncanakan sedemikian rupa sehingga sedimentasi yang berakibat pada pendangkalan di

wilayah pelabuhan dapat dihindari.

Gelombang merupakan salah satu faktor penting dalam perencanaan pelabuhan. Data

gelombang ini dibutuhkan untuk mengetahui tinggi gelombang di wilayah perairan pelabuhan,

sehingga dapat diputuskan perlu atau tidaknya ada konstruksi breakwater atau bangunan

pelindung pantai di daerah tersebut. Tinggi gelombang kritis untuk bongkar muat ditentukan

berdasarkan jenis kapal, ukuran dan kondisi bongkar muat, yang dapat diberikan dalam Tabel

2.1.


4/20

8

Tabel 2.1 Tinggi gelombang izin di pelabuhan

Ukuran kapal Tinggi Hs untuk B/m

Kapal kecil (500.000 GRT) 0,7 - 1,5 m

(sumber: Technical Standards for Port and Harbour Facilities in Japan, 2002)

Salah satu penyebab terjadinya gelombang adalah karena angin yang sudah dijelaskan

sebelumnya. Berdasarkan kedalaman relatif, yaitu perbandingan antara kedalaman air danpanjang gelombang (d/L), gelombang dapat diklasifikasikan menjadi 3 macam, yaitu

gelombang di lauut dangkal, gelombang di laut transisi dan gelombang di laut dalam. Perbedaan

dari masing-masing gelombang dijelaskan pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Parameter gelombang di laut dalam, transisi dan dangkal

Laut dalam Laut transisi Laut dangkal

Kedalaman relatif d/L0 > 125

12

1

25 1

2 < 1

25 1

2

Cepat rambat (C) 1,56 Tg T

2 tank d g d

Panjang gelombang (L) 1,56 T2g T2

2 tan k d g dT

(sumber: Shore Protection Manual, 1984)

Dimana :G = Percapatan gravitasi, 9,81 m/dt

L = Panjang gelombang (m)D = Kedalaman yang ditinjau (m)

T = Periode gelombang (dt)

2.2.6TanahDalam Perencanaan pelabuhan, survey data tanah digunakan untuk mengetahui kondisi

tanah yang akan gunakan untuk perencanaan struktur bawah dermaga. Data tanah ini dapat

diperoleh dengan melakukan pengeboran dengan mesin bor di beberapa titik yang ditinjau.

Selain itu dilakukan uji SPT, dimana dalam uji SPT ini didapatkan nilai N-SPT untuk

mengetahui lapisan-lapisan tanahnya.

2.2.7KapalData kapal digunakan untuk mengetahui jenis kapal dan dimensi yang berlabuh di

dermaga yang akan direncanakan. Pada umumnya data kapal yang digunakan adalah beratkapal, panjang kapal (LOA), lebar kapal dan draft atau sarat penuh kapal.

2.2.8Alat

Dalam Perencanaan pelabuhan data alat digunakan untuk mengetahui pembebanan yang

membebani struktur dermaga yang direncanakan.


5/20

9

2.3 Evaluasi Layout

Evaluasi layoutmeliputi evaluasi layoutparairan dan daratan. Evaluasi layoutperairanberupa kedalaman kebutuhan perairan yang dibutuhkan, area penjangkaran, alur masuk,

kebutuhan kolam putar dan kolam dermaga. Sedangkan evaluasi layout daratan berupa evaluasi

kebutuhan dermaga, trestle serta causeway. Evaluasi ini bertujuan agar layoutsesuai denganstandar yang ada.

2.3.1LayoutPerairana. Area penjangkaran

Areal penjangkaran adalah lokasi kapal menunggu sebelum dapat bertambat atau

memasuki alur, baik karena menunggu cuaca membaik, atau karenajettydan alur yang

akan digunakan masih terpakai, alasan karantina, atau oleh sebab yang lain. Kebutuhanareal penjangkaran dapat ditentukan dengan menggunakan perumusan seperti pada

Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Kebutuhan areal penjangkaranTujuan penjangkaran Dasar laut atau kecepatan angin Jari - jari

Menunggu atau inspeksi

muatan

Penjangkaran baikSwingin LOA + 6d

Multiple LOA + 4,5 d

Penjangkaran jelekWinging LOA + 6 d + 30 m

Multiple LOA +4,5 d + 25 m

Menunggu cuaca baikKec. angin v = 20 m/s LOA + 3 d +90 m

Kec. angin v = 30 m/s LOA + 4 d +145 m

(sumber: Technical Standards for Port and Harbour Facilities in Japan, 2002 )

b.

Alur masukPerhitungan alur masuk dimulai mulut alur sampai kapal mulai berputar, dimana

parameter-parameter yang diperlukan untuk penentuan alur masuk ini adalah kedalaman

alur masuk, lebar dan panjang alur masuk. Perumusan untuk kebutuhan panjang alurmasuk dapat dilihat dalam keputusan menteri perhubungan KM 54 tahun 2002 seperti

dibawah ini:

A = W . L (2.1)

W = 9 . B + 30 meter (2.2)

Dimana:

A = Luas area alurW = Lebar alur

L = Panjang Alur Pemandu & Penundaan didalam DLKRB = Lebar Kapal Maksimum

Untuk kedalaman alur masuk dapat ditentukan berdasarkan Tabel 2.4berikut:

Tabel 2.4 Kedalaman perairan

Penentuan draftkapal Keterangan

1,15 draftkapal Perairan tenang

1,2 draftkapal Perairan terbuka bergelombang(sumber: Technical Standards for Port and Harbour Facilities in Japan, 2002 )


6/20

10

Untuk panjang alur masuk dapat di tentukan berdasarkan Tabel 2.5berikut:

Tabel 2.5 Panjang alur

Lokasi Ukuran Keterangan

Panjang alur (stopping distance)

7 * LOA 10.000 DWT, 16 knots18 * LOA 200.000 DWT, 16 knots

1 * LOA 10.000 DWT, 5 knots

3 * LOA 200.000 DWT, 5 knots

5 * LOA Kapal ballast/kosong

(sumber: Technical Standards for Port and Harbour Facilities in Japan, 2002 )

c. Kolam putar

Kolam putar berada di ujung alur masuk atau dapat diletakkan di sepanjang alur bilaalurnya panjang. Kapal diharapkan dapat bermanuver dengan kecepatan rendah

(mendekati nol) atau dipandu. Area yang disediakan dibatasi dengan bentuk lingkaran

berdiameter Db. Sedangkan kedalaman perairan dapat disamakan dengan alur masuk.

Db = 2 . LOA (kapal bermanuver dengan dipandu) (2.3a)

Db = 4 . LOA ( kapal bermanuver tanpa bantuan pandu) (2.3b)

d.

Kolam dermaga dan Kedalamannya

Kolam dermaga berada di depan dermaga dan luasan ini perlu ditentukan bila perlu

kedalaman perairan dilakukan pengerukan. Secara keseluruhan ukuran kolam dermagadapat ditentukan sebagai berikut:

Panjang = 1,25 . LOA (bila dengan dibantu kapal pandu) (2.4a)Panjang = 1,50 . LOA (bila tanpa dibantu kapal pandu) (2.4b)

Lebar = 4 . B + 50 m, 1 dermaga berhadapan (2.5c)

Lebar = 2 . B + 50 m, > 1 dermaga berhadapan (2.5b)

Lebar = 1,25 . B, dermaga bebas (2.5c)

Sedangkan kedalaman perairan yang direncanakan harus lebih dalam dari draftpenuh

kapal terbesar, ditambah kedelaman untuk gerakan akibat gelombang dan angin maupun

arus serta squad dan trim sebagai konsekuensi pergerakan kapal, serta untuk

ketidakteraturan kedalaman perairan dan kondisi tanah dasar laut. Untuk kemudahanpenentuan dalam menentukan kedalaman perairan dapat digunakan persamaan sebagai

berikut:

Perairan Tenang = 1,1 . draftkapal (2.6a)

Perairan terbuka = 1,2 . draftkapal (2.6b)

2.3.2LayoutDaratan

a.

Dermaga

Dalam perencanaan layout dermaga ada dua cara, yaitu Bulk Ship Loader(BSL) dan

Quadrant Arm Loader(QAL). Untuk perencanaan BSL, strukturnya bertipe wharfataustrukturnya menempel pada garis pantai. Pada perencanaan QAL, strukturnya bertipe

jetty, yaitu struktur dermaganya menjorok ke arah lautan yang berfungsi untuk

mengurangi volume pengerukan. Pada tugas akhir kali ini, dalam perencanaan dermagadengan mengunakan kontruksi open pier. Perencanaan dermaga tipe open piermeliputi:


7/20

11

Panjang dermaga

Secara prinsip panjang dermaga dapat dihitung dengan rumusan sebagai berikut:

Lp = 1,1 . LOA (2.7a)

Lp = n . LOA + (n - 1) . 15 +50 (2.7b)

Lebar dermaga

Lebar dermaga disesuaikan dengan ruang operasional bongkar muat. Lebar apron

antara 15 sampai 50 m.

Elevasi dermaga

Penentuan elevasi dermaga (crown heights) sangat dipengaruhi oleh beda pasang

surut di lokasi dermaga, dimana elevasi dermaga harus lebih tinggi dari muka airtertinggi (HWS). Sehingga penentuan elevasi dermaga dapat dihitung sengan rumus

berikut :

Elevasi dermaga = Beda pasang surut + (1 s/d 1,5 m) (2.8)

b. Trestle

Trestle adalah bagian dari struktur jettyyang berfungsi untuk menghubungkan jetty

dengan daratan apabila jetty terletak jauh dari tepi pantai. Panjang Trestleditentukan

oleh panjang yang dibutuhkan untuk menghubungkanjettysampai ke darat. Sedangkan

lebar trestle ditentukan berdasarkan lalu lintas apa saja yang lewat di atasnya danfasilitas yang akan dipasang di atasnya.

2.4 Perhitungan Fasilitas Pendukung

2.4.1

FenderFendermerupakan salah satu aksesoris jetty yang berfungsi sebagai peredam energi

tumbukan kapal yang berlabuh. Untuk mentukan ukuranfender, harus dihitung terlebih dahulu

besarnya Ef. Dimana Ef, merupakan energi kinetik yang timbul pada waktu kapal merapat.

Rumus untuk menemukan Ef diturunkan dari rumus Energi Kinetik yang disesuiakan dengan

kondisi sistem merapat kapal, yaitu adanya faktor C:

Ef = C . (2

1. W . V2) / g (2.9a)

Ef = CH. CE. CC. CS .(2

1. Ws . V2) / g (ton-m) (2.9b)

Dimana:

CH= Koefisien massa hidrodinamis = 1 +2D

B

CE= Koefisien eccentricity=i2+ r2. cos2

i2+ r2

CC= Configuration Coefficient= 1 untukjetty, open pier

CS = Softness Coefficient= 1,0 (tidak ada deformasi)

V = Kecepatan kapal waktu merapat

WS=Displacement Tonage

Energi yang diserapfenderdanjettyditetapkan 0,5Ef, setengah energi yang lain diserap

oleh kapal dan air dan kerja yang dilakukan olehjettyadalah:

= . . (2.10)


8/20

12

Energi yang yang membentur jetty adalah 0,5E. Akibat benturan tersebut, fendermemberikan reaksi F. Apabila d adalah defleksi fendermaka terdapat hubungan dapat dilihat

pada Gambar 2.1.

1

2E= 1

2F d (2.11a)

F = Ed (2.11b)

Dimana:

F = gaya bentur yang diterima sistemfender(ton)d = defleksifender(m)

Gambar 2.1 Benturan kapal padajetty

Pemasangan fender arah horisantal langsung ditempatkan pada breasting dolphin karena

dermaga berupa fasilitas dolphin sedangkan pemasangan fender vertikal ditentukan denganmemperhatikan bahwa kapal rencana bisa mengenai sisterm feender tersebut.

2.4.2BollardBollard merupakan konstruksi untuk mengikat kapal pada tambatan. Bollard harus

mampu menerima gaya tarikan akibat kapal yang menambatkan talinya pada bollardtersebut.

Gaya tarik bollardyang dipakai disesuaikan dengan berat kapal sedangkan diameter bollard

ditentukan dari gaya tarik tersebut. Gaya tarik bollarddapat dilihat pada Tabel 2.6.

Tabel 2.6Gaya tarikan kapal

Gross tonnage (GT) of

vessel (tons)

Tractive force acting on a

mooring post (kN)

Tractive force acting on a

boll ard (kN)

200500

1000

2000

30005000

10000

15000

20000

50000

< GT


9/20

13

DWT adalah perbedaan bobot atau tonase antara keadaan kosong dan keadaan isi

dimana bobot keadaan kosong adalah massa dari badan kapal, mesin, peralatan dan

itemlain yang dibutuhkan untuk pengoperasian normal. Bobot penuh adalah massakapal dalam keadaan terisi penuh oleh beban termasuk kargo, awak kapal dan

perlengkapan lain. Terisi penuh berarti bahwa kapal terbenam sampai batas garissummer draught nya. Dengan kata lain DWT menunjukkan massa dari muatan,

bahan bakar, kru, penumpang, air tawar, perbekalan dan sebagainya.

NRT adalah total seluruh ruang yang digunakan untuk menyimpan barang (kargo),

dikonversikan dalam unit 2,83 m3. Jadi NRT adalah sama dengan BRT dikurangi

ruang akomodasi awak kapal, workshop, ruang mesin dll. BRT disebut juga sebagai

GRT (Gross Registered Tonnage), biasanya digunakan sebagai dasar untukmenentukan tarif masuk pelabuhan.

Kapal General Cargo: DWT = 1,5 x BRT = 2,5 x NRT (2.12a)

Kapal TankerBesar : DWT = 2,0 x BRT = 2,6 x NRT (2.12b)

Gaya tarikan kapal pada bollardselain bekerja horizontal juga bekerja vertical sebesar

dari nilai yang tercantum di Tabel 2.6. Gaya tarikan pada bittuntuk berbagai ukuran seperti

yang tercantum dalam Tabel 2.6bekerja dalam semua arah. Gaya tarikan kapal dengan ukuran

yang tidak tercantum dalam tabel tersebut (kapal dengan bobot kurang dari 200 ton dan lebih

dari 100000 ton) dan fasilitas tambatan pada cuaca buruk harus ditentukan dengan

memperhatikan cuaca dan kondisi laut, konstruksi alat penambat dan data pengukuran gaya

tarikan.

Kontrol kekuatan sambungan baut bollard menggunakan metode ultimate (LRFD).Metode ini mengambil anggapan bahwa akibat momen yang terjadi, tegangan tekan dipikul

oleh pelat dan tegangan tarik dipikul oleh baut. Prosedur perencanaan sambungan bollardmeliputi:

Menghitung momen lentur (Mu)

Mu = Pu . e (2.13)

Pu = gaya tarik

E = jarak antara gaya dan dasar pelat

Menghitung gaya geser yang dipikul tiap baut

V u =Pu

n (2.14)

Kontrol geser baut

Tegangan geser baut: fuv = Vu / Ab (2.15)

Kontrol geser

fuv < . f . 0,5 . fub f = 0.75

fub = tegangan putus baut

Menghitung gaya tarik baut (T)

Beban tarik (interaksi geser dan tarik)


10/20

14

Td = f . ft . Abft= (1,3 . fub1,5 . fuv) < fuv (2.16a)Td baut = . 0,75 . Ab . fub, diambil nilai Td yang terkecil (2.16b)

(Dicek terhadap spesifikasi baut yang terdapat brosur bollard)

Mecari garis netral (a)Garis netral didapat dari keseimbangan gaya yang terjadi yaitu gaya tekan sama

dengan gay tarik.

Gaya tekan = gaya tarik (2.17a)

fyp . a . b = T (2.17b)

Dimana:

fyp = teganga leleh pelatT = tegangan tarik baut

a = lebar sambungan (tegak lurus gaya tarik)

a = Tfyp. b; a < S (jarak baut) Kontrol momen

Momen rencana yang dipikul sambungan:

Mn =0,9 . fyp. a2.b

2+ T.di

n

i=1

di = jarak baut k garis netral

Mu < Mn

Menentukan panjang pengangkuran (l)Panjang pengangkuran dapat dicari dengan rumus:

l = 0,8 T d b

Jarak pemasangan bollard

Jarak pemasangan bollardmengikuti panjang struktur dermaga.

2.5 Pembebanan Dermaga

2.5.1Beban Vertikal

Beban vertikal dermaga terdiri dari:

a. Beban mati (beban sendiri konstruksi)

Beban mati adalah berat sendiri dari komponen struktur yang secara permanen dan

konstan membebani selama waktu hidup konstruksi. Komponen-komponen tersebut

diantaranya balok,poer,fender, bollarddan fasilitasfasilitas lainya.b. Beban hidup merata akibat muatan

Beban hidup merupakan beban yang terjadi akibat muatan yang dianggap merata di atasdermaga. Beban hidup terbagi rata bisa berupa beban air hujan dan beban pangkalan.

c. Beban hidup terpusat

Beban hidup terpusat yang terjadi pada struktur dermaga merupakan beban akibat alat

yang besarnya ditentukan berdasarkan peralatan yang akan digunakan di atas dermaga

(2.18)

(2.19)


11/20

15

tersebut dan harus diposisikan sedemikian rupa sehingga menghasilkan kondisi

pembebanan yang paling kritis.

2.5.2Beban Horizontal

Beban vertikal dermaga terdiri dari:a. Gaya akibat tumbukan kapal (gayafender)

Gaya fender yang terjadi saat kapal sedang merapat berupa gaya pukul kapal pada

fender akibat kecepatan pada saat merapat, serta akibat pergoyangan kapal oleh

gelombang dan angin. Energi ini kemudian diabsorbsi dan ditransfer menjadi gaya

horizontal tekan yang harus mampu ditahan oleh bangunan dermaga. Hubungan antara

gaya dan energi benturan tergantung pada tipefenderyang digunakan.

b. Gaya tarikan kapalGaya tarik yang bekerja pada saat kapal sedang bertambat sangat berpengaruh pada

stabilitas struktur dermaga karena adanya gaya yang cukup besar. Beban tarik ini akanditahan oleh struktur bollardyang didisain untuk menahan gaya tarikan akibat kapal,

angin dan arus. Gaya tarik bollarddiambil yang terbesar dari: Kekuatan bollardyang dipakai yang besarnya ditentukan oleh ukuran kapal yang

bertambat (lihat pada pembahasan bollard).

Total dari gaya angin dan gaya arus yang bekerja pada badan kapal.

c. Gaya akibat arus

Tekanan akibat arus pada kapal yang tertambat

Pc=Ccx cx Acx Vc

2

2xg

Dimana :

C = Berat jenis air laut (1,025 t/m3)AC = Luasan kapal di bawah permukaan air (m

2)

VC = Kecepatan arus (m/dt)

CC = Koefisien arus

= 1-1,5 (untuk perairan dalam)

= 2 (untuk kedalaman perairan = 2 x draftkapal)= 3 (untuk kedalaman perairan = 1,5 x draftkapal)

= 6 (kedalaman perairan mendekati draftkapal)

Nilai CCjuga bisa diperoleh dari grafik pada Gambar 2.2

Gambar 2.2Koefisien kuat arus

(sumber: Technical Standard for Port and Harbour Facilities in Japan, 2002)

(2.20)


12/20

16

d. Tekanan angin

Tekanan angin pada badan kapal yang ada di atas air dihitung dengan rumus:

Pw= Cw(Aw sin + Bw cos)Vw

2

1600

Dimana :

PW = Tekanan angin pada kapal yang bertambat

CW = Koefisien tekanan angin

Cw= 1,3 untuk angin melintangCw= 0,8 untuk angin dari belakang

Cw= 0,9 untuk angin dari depanNilai CWjuga bisa diperoleh dari grafik pada Gambar 2.3.

AW = Luasan proyeksi arah memanjang (m2)

BW = Luasan proyeksi arah muka (m2)

= Sudut arah datangnya angin terhadap centerlineVW = Kecepatan angin (m/s)

Gambar 2.3Koefisien tekanan angin

(sumber: Technical Standard for Port and Harbour Facilities in Japan, 2002)

e. Beban gempaDengan menggunakan program bantu SAP2000 perhitungan beban gempa dilakukan

secara dinamis dengan menggunakan respon spektrum menurut SNI 03-1726-2012.

2.6 Perhitungan Struktur Dermaga

2.6.1Struktur Atas

Pada perencanaan bangunan atas meliputi perencanaan pelat, balok memanjang serta

balok melintang. Perencanaan strukturjettymenggunakan program bantu SAP2000 V14.0 dan

penulangan memakai peraturan PBI 71 dengan alasan:

Pada struktur di daerah pantai harus dihindari adanya retak agar tidak terjadi

pengkaratan pada tulangan yang akan berakibat fatal pada kerusakan struktur.

Pada bangunan pelabuhan sering terjadi beban berlebih akibat beban luar baik berupa

arus, gelombang, gempa dan lain-lain.

(2.20)


13/20

17

a. Pelat

Momen pelat

Pada perhitungan pelat diasumsikan terjepit penuh karena kekakuan balok dianggapjauh lebih besar dari kekakuan pelat sehingga pada tumpuan tidak terjadi perputaran.

Menurut PBI 71 tabel 13.3.1 momen tumpuan dan momen lapangan menggunakanpersamaan berikut:

Ml = 0,001 . q . lx2. X (2.21a)

Mt = -0,001 . q . lx2. X (2.21b)

Dimana :

Ml = momen lapangan pelat (tm)

Mt = momen tumpuan pelat (tm)q = beban terbagi rata pelat (t/m)

lx = panjang bentang pendek pelat (m)

X = koefisien dari tabel 13.3.1

Penulangan pelat

Pada pelat dipakai tulangan rangkap dengan asumsi bahwa struktur adalah statis

tertentu, metode penulangan pelat meliputi :

- Menentukan besarnya momen ultimate (Mu) pada pelat

- Menentukan perbandingan antara luas tulangan tarik dengan tulangan tekan ().Pada pelat dianggap tidak memerluakn tulangan tekan sehingga = 0- Menghitung nilai Ca dengan persamaan:

Ca

=

h

n . Mb . a

Dimana :

h = tinggi manfaat penampang

b = lebar penampang (untuk pelat = 1000 mm)

M = momen ultimate

n = angka ekivalensi baja beton ( EaEs

)a = tegangan ijin baja (tabel 10.4.1 PBI71 )

- Mencari nilai , , dan dari tabelDari Tabel Perhitungan Lentur dengan Cara-n disesuaikan kepada Peraturan BetonBertulang Indonesia 1971 oleh Ir. WIratman W, didapat nilai:

> 0= a.

(n . b, )

. '. 100. n. b= tegangan tekan beton akibat lentur tanpa atau dengan gaya normal (tabel 4.2.1PBI 71)- Mencari kebutuhan tulangan

As = x b x h (2.24)

(2.22)

(2.23)


14/20

18

Kontrol retak

Berdasarkan PBI 1971 pasal 10.7.1b lebar retak yang diijinkan adalah 0.1 mm. Untuk

koefisien dapat dilihat pada Tabel 2.6lebar retak dihitung dengan rumus :

Tabel 2.6Koefisien-koefisien p, C3, C4, C5Uraian p C3 C4 C5

Balok persegi dan balok T mengalami lentur murniA

b.h 1,05 0,04 7,5

Balok persegi dan balok T mengalami lentur murni dengan gayanormal tekan

A

b(h.y) 1,05 0,07 12Bagianbagian konstruksi yang mengalami tarik aksial

A

Bt 1,05 0,16 30

(sumber: PBI 1971)

= 3. + 4. 5 . 1 06Dimana:

c = tebal penutup beton (cm)d = diameter batang polos atau pengenal (cm)

a = tegangan baja yang bekerja ditempat yang retak (kg/cm2)A = luas tulanagan tarik (cm2)

b = lebar balok (cm)

h = tinggi manfaat balok (cm)

y = jarak garis netral terhadap sisi yang tertekan (cm)

Bt = luas penampang beton yang tertarik (cm2) = koefisien yang bergantung pada jenis batang tulangan (1,2 untuk batang

polos dan 1 untuk batang yang diprofilkan).

b. Balok dan poer

PembebananDistribusi beban pada pelat dapat dilihat pada Gambar 2.4di bawah ini :

Gambar 2.4Distribusi beban pada pelat

- beban pelat q (t/m2)

P= 12

.q.lx- beban segitiga

qeq= 23 . P=13

. q . lx

(2.25)

(2.26)

(2.27)


15/20

19

- beban trapesium

qeq=P . 1- 13 .lx

2

ly2 = 12 . q. lx. 1-

1

3. lx2

ly2

Penulangan

Penulangan balok dihitung dengan menggunakan perhitungan lentur n. Untukperhitungan tulangan, poer dianalisis sebagaian besar sama dengan balok jika

perbandingan antara tebalpoerdan lebar poer< 0,4. Metode perhitungan tulangan

utama balok danpoerseperti pada pelat yaitu:

-Menentukan besarnya momen ultimate(Mu) yang bekerja pada balok dari hasil

analisis SAP2000.

-Menentukan perbandingan antar luas tulangan tarik dengan tulangan tekan ().Nilai diambil mulai dari 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,25; 1,67 sampai 2,50.

-

Menghitung nilai Ca:

-

Mencari nilai , , dan dari tabel-Menghitung luas tulangan tarik dan tekan

A = . b . h (2.29)As = . A (2.30)

Untuk balok dengan tinggi lebih dari 90 cm perlu dipasang tulangan samping sebesar

minimum 10% dari tulangan tariknya (PBI 71 Pasal9.3(5)).

Kontrol terhadap retak

Perhitungan retak pada balok sama dengan perhitungan retak pada pelat

Menentukan tulangan geser

Metode perhitungan tulangan geser balok danpoer:-Menentukan besarnya gaya lintang yang bekerja pada tumpuan.

-Menghitung tegangan beton ijin berdasarkan PBI 71 tabel 10.4.2 akibat geseroleh lentur dengan puntir, dengan tulangan geser:

Untuk pembebanan tetap: bm-t = 1,35 . bk (2.31a)Untuk pembebanan sementara: bm-s = 2,12 . bk (2.31b)

-

Menghitung tegangan geser lentur beton akibat beban kerja di tengah-tengah

tinggi penampang dengan rumus sebagai berikut:

b=D

b .7

8. h

Dimana :

b = tegangan geser betonD = gaya lintang

Diperlukan tulangan geser jika b


16/20

20

''b=Mt

b . Ft

Dimana :

Mt = T = Momen Torsi akibat beban batasFt = luas penampang balok

Disyaratkan dalam PBI 1971 Pasal 11.8.(4)

s b+b"-Menghitung jarak tulangan sengkang:

-

as= As. as. b 2.6.2Struktur Bawah

Type material untuk tiang pancang meliputi: kayu, beton precast, beton prestress, pipa

baja bulat maupun kotak dengan atau tanpa sepatu tiang, baja pita yang dibentuk pipa, rofil bajabentuk I atau H dengan atau tanpa selimut beton, tiang ulir baja, dsb. Daya dukung tiang padamasing-masing kedalaman menggunakan perumusan yang ada misal dari Meyerhoff, Terzaghi,

Luciano Decourt dan sebagainya sehingga dihasilkan grafik kurva daya dukung untuk beberapaukuran dan type tiang.

Kontrol kekuatan internal bahan dilakukan dengan mengecek besarnya tegangan yang

terjadi akibat beban luar harus lebih rendah dari tegangan ijin bahan, dan momen yang terjadi

harus lebih kecil dari kekuatan momen ultimateatau momen crackdari bahan. Tiang juga perlu

dicek kekuatannya pada saat berdiri sendiri, khususnya terhadap frekuensi gelombang.

Frekuensi tiang harus lebih besar dari frekuensi gelombang supaya tiang tidak bergoyang dan

patah.

a.

Daya Dukung Tanah

Pada perhitungan daya dukung tanah menggunakan metode Luciano Decourt

QL= QP+ QS (2.35)

Dimana :

QL= daya dukung tanah maksimum (ton)

QP= resistance ultime di dasar pondasi (ton)

QS= resistance ultime akibat lekatan lateral (ton)

Qp= qp. Ap= (Np. k) . Ap. (2.36)

Dimana :

= base coeficcient(terdapat pada Tabel 2.7)Np= harga rata-rata SPT sekitar 4B diatas dan 4B dibawah dasar tiang. Letak nilai N

dapat dilihat pada Gambar 2.5

Catatan: Apabila tanah dalam kondisi terendam/dibawah muka air tanah maka harga Np

harus dikoreksi, N = 15 + 0,5(N-15)

(2.33)

(2.34)


17/20

21

Gambar 2.5Letak dari nilainilai N dalam perhitungan Np

K = koefisien karakteristik tanah

K = 12 t/m2 untuk lempung

K = 20 t/m2 untuk lanau berlempung

K = 25 t/m2 untuk lanau berpasir

K = 40 t/m2 untuk pasirAp = luas penampang dasar tiang (m2)

Qp = tegangan ujung tiang (t/m2)

Qs= qs . As = (Ns / 3+1) . As . (2.37)

Dimana:

=shaft coefficient(terdapat pada Tabel 2.7)qs = tegangan akibat lekatan lateral (t/m2)

Ns = harga N rata sepanjang tiang tertanam, dengan batasan 3


18/20

22

= 0,75 untuk drophammerW = berat hammer(K25 = 2,5 T ; K35 = 3,5 T)Wp = weight of pile(ton)

H = tinggi jatuh hammer (1,9 m s/d. 2 m untuk kondisi normal). Untuk kondisi

khusus seperti diesel hammer, nilai H dikalikan 2 (2.H)n = Coeffisien of restitusion

n = 0,25 untuk tiang kayu/beton

n = 0,4 untuk tiang beton tanpa cap

n = 0,55 untuk tiang baja tanpa cushion

S =pile penetration for last blow(cm/blow)

Pengamatan biasanya dilakukan rata rata di 3 set terakhir dengan 10 pukulan setiapsetnya.

C = total temporary compression(mm)C = C1 + C2 + C3

C1 = kompresi sementara dari cushion yang mana menurut BSP adalah :C1 = 3mm untukHard cushion

C1 = 5mm untukHard cushion + packing, soft cushion

C1 = 7mm untuk Soft cushion + packing

C2 = kompresi sementara dari tiang =Qu . L

Ap . Epile

Untuk tiang beton:400 od = 9mm s/d 12mm

500 od = 10mm s/d 14mmUntuk tiang baja:

500 od = 7mm s/d 11mm

600 od = 8mm s/d 12mmC3 = kompresi sementara dari tanah, dimana nilai nominal = 2,5 mm

C3 = 0-1 mm untuk tanah keras (SPT > 50)

C3 = 2-3 mm untuk tanah sedang (SPT 20-30)

C3 = 4-5mm untuk tanah lunak (SPT 10-20)

Berdasarkan pengalaman yang sudah ada, harga C dari diesel hammerK35 adalah:

Bila S > 1cm maka C =1cm

Bila S = 0,61 cm makaC = 1,21,8 cm

Bila S = 0,20,5 cm maka C = 1,62,2 cm

c. Kontrol kekuatan tiang

Apabila digunakan tiang pancang dari beton pratekan, maka menurut standar

perhitungan tiang pancang dari WIKA, kontrol dari kekuatan bahan adalah sebagai

berikut :

Kontrol Kekuatan Terhadap Gaya Aksial

Tegangan tekan yang terjadi akibat beban kerja harus lebih kecil dari kapasitas tekan

yang diijinkan sebagai berikut:

f= PA

fizin

Di mana :F = tegangan yang terjadi akibat beban baik itu aksial maupun momen (kg/cm2)

(2.39)


19/20

23

fijin = tegangan ijin lentur dari material beton bertulang

P = gaya tekan kerja yang terjadi (kg)A = luas penampang tiang (cm2)

Adapun tegangan ijin dari penampang tiang pancang beton pratekan adalah sebagaiberikut:

fizin= fc0,27 fpe (2.40)di mana :

fc = tegangan ijin lentur beton (kg/cm2)

fpe = tegangan pratekan efektif (kg/cm2)

Kontrol kekuatan terhadap gaya horisontal

Momen yang terjadi pada titik jepit tiang akibat gaya horisontal harus lebih kecil dari

momen retak, Mcr tiang sesuai dengan spesifikasi pabrikan yang ada. Adapunmomen yang terjadi akibat gaya horisontal dengan kondisi fixed headed pile adalah

sebagai berikut :

M =H . (e + Zf)

2

Di mana :

M = Momen yang terjadi

e = posisi gaya horizontal dari permukaan tanah

Zf = posisi titik jepit tiang dari permukaan tanah

H = gaya horizontal yang terjadi

Defleksi maksimum

Defleksi keseluruhan sisi bawah struktur atas dari hasil analisa struktur dengan

defleksi bagian atas tiang pancang besarnya disyaratkan maksimum 4 mm. Untuk

mendapatkan besarnya defleksi horizontal (Y) dari tiang vertikal (untuk fixed-

headed pile) dapat menggunakan rumus :

= . ( + )312 . . Dimana :

H = beban lateral

e = jarak lateral load dengan dengan muka tanah

Zf = posisi titik jepit tanah terhadap sebuah tiang pondasi dapat diliihat padaGambar 2.6.

(2.41)

(2.41)


20/20

24

Gambar 2.6Posisi titik jepit tiang pancang(sumber: Decourt and Quaresma, 1978:Decourt et al., 1996)

Documents

TINJAUAN PUSTAKA PERENCANAAN PELABUHAN