Cover DESAIN DAN ANALISIS JEMBATAN CABLE STAYED …digilib.unila.ac.id/54410/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · BENTANG 800 M Oleh MOHAMMAD SALMAN MANAN Jembatan adalah konstruksi
Post on 23-Mar-2019
233 Views
Preview:
Transcript
Cover
DESAIN DAN ANALISIS JEMBATAN CABLE STAYED DENGAN
BENTANG 800 M
(Skripsi)
Oleh
MOHAMMAD SALMAN MANAN
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
2018
ABSTRAK
DESAIN DAN ANALISIS JEMBATAN CABLE STAYED DENGAN
BENTANG 800 M
Oleh
MOHAMMAD SALMAN MANAN
Jembatan adalah konstruksi yang menghubungkan manusia dan transportasi darat
yang terhalang oleh rintangan. Salah satu tipe struktur jembatan adalah cable
stayed. Struktur jembatan ini terdiri dari kombinasi berbagai komponen struktural
seperti pylon, kabel dan dek. Dek digantung dengan kabel prategang yang
diangkur ke tiang. Gaya gravitasi dan lateral yang bekerja di dek jembatan akan
ditransfer ke tanah melalui kabel dan pylon. Kabel akan menerima gaya tarik dan
pylon menerima gaya tekan.
Jembatan direncanakan sepanjang 800 m, lebar lalu lintas 14 m, lebar trotoar 1,5
m, jenis gelagar memanjang adalah tub girder, ketebalan pelat 300 mm, susunan
kabel adalah 2 bidang dan kipas, dan kabel yang digunakan VSL 7-wire strand.
Mutu girder 290 Mpa, mutu beton 35 Mpa, dan mutu las 490 Mpa. Perhitungan
model jembatan dibantu oleh program SAP 2000 dan Microsoft Excel.
Dari hasil perhitungan diperoleh desain tulangan untuk trotoar menggunakan
tulangan utama D16-150 mm dan tulangan bagi untuk D13-200 mm, tulangan untuk
lantai kendaraan baik di lapangan dan tumpuan dengan tulangan utama D22-100
mm dan tulangan bagi D16-100 mm. Dimensi gelagar yang digunakan flens atas1
m x 0,05 m, web 1,3 m x 0,01 m dan flens bawah 4,2 m x 0,04 m. Untuk
mendapatkan desain struktur yang lebih stabil, diperlukan analisis 3 dimensi.
Kata kunci: Cable Stayed Bridge, Tub Girder, Gelagar
ABSTRACT
DESIGN AND ANALYSIS OF CABLE STAYED BRIDGE WITH 800 M
SPAN
By
MOHAMMAD SALMAN MANAN
Bridges are constructions that connect people and land transportation that is
blocked by obstacles. One of which is the type of cable stayed bridge.. This bridge
structure consists of a combination of various structural components such as
pylon, cable and deck. The deck is hung with a prestressed cable that is anchored
to the pole. Gravitational and lateral forces acting on the bridge deck will be
transferred to the ground via cables and pylon. The cable will receive tensile force
and the pylon accepts the compressive force.
This bridge planned 800 m long, 14 m wide traffic, 1.5 m sidewalk width,
elongated girder type is tub girder, 300 mm plate thickness, cable arrangement is 2
fields and fan, and the cable used is VSL 7-wire strand. Girder quality of 290
MPa, concrete quality of 35 MPa, and welding quality of 490 MPa. Bridge model
calculations are supported by SAP 2000 and Microsoft Excel programs.
From the calculation results obtained the reinforcement design for the sidewalk
using the main reinforcement D16-150 mm and reinforcement for D13-200 mm,
reinforcement for vehicle floors both in the field and pedestal with the main
reinforcement D22-100 mm and reinforcement for D16-100 mm. The dimensions
of the girder used were flanges of 1 m x 0.05 m, web 1.3 m x 0.01 m and lower
fluxes 4.2 m x 0.04 m. To get a more stable structure design, 3-dimensional
analysis is needed.
Keywords: Cable Stayed Bridge, Tub Girder, Girder
DESAIN DAN ANALISIS JEMBATAN CABLE STAYED DENGAN
BENTANG 800 M
Oleh
MOHAMMAD SALMAN MANAN
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
MENGESAHKAN
1. Tim Penguji
Ketua : Bayzoni, S.T., M.T.
Sekretaris : Ir Surya Sebayang, M.T.
Penguji
Bukan Pembimbing : Dr. Ratna Widyawati, S.T., M.T.
2. Dekan Fakultas Teknk Universitas Lampung
Prof. Dr. Suharno, M.Sc.
NIP. 196207171987031002
Tanggal Lulus Ujian Skripsi: 30 Oktober 2018
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini yang berjudul “ Desain dan
Analisis Jembatan Cable Stayed Dengan Bentang 800 m” tidak terdapat karya
yang dilakukan orang lain, dan sepajang pengetahuan saya juga tidak terdapat
karya atau pendapat yang dituliskan atau diterbitkan orang lain kecuali yang
secara tertulis diacu dalam naskah ini sebagaimana disebutkan dalam daftar
pustaka. Selain itu saya menyatakan pula, bahwa skripsi ini ibuat oleh saya
sendiri.
Apabila pernyataan saya ini tdak benar, maka saya bersedia dikenai sanksi sesuai
dengan hukum yang berlaku.
Bandar Lampung, 2018
Mohammad Salman Manan
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di bekasi pada tanggal 21 Desember
1993. Penulis merupakan putra dari pasangan Bapak
Monthy Manan dan Ibu Nurmada Tuasamu, anak pertama
dari 3 bersaudara.
Dengan rahmat Allah SWT. Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak –
Kanak Aisiyah, Kotabumi, Lampung Utara pada tahun 1999, Sekolah Dasar
Negeri 4 Tanjung Aman, Kotabumi, Lampung Utara pada tahun 2005, Sekolah
Menengah Pertama Negeri 1, Kotabumi, Lampung Utara, dan Sekolah Menengah
Atas Negeri 3, Kotabumi, Lampung Utara. Terakhir penulis tercatat sebagai
mahasiswa Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung pada
tahun 2011.
Selama masa perkuliahan, penulis aktif di organisasi Himpunan Mahasiswa
Teknik Sipil (HIMATEKS) Universitas Lampung. Pada tahun 2014 penulis
melaksanakan kerja praktek pada Proyek Pembangunan Packing Plant Silo milik
PT. Semen Padang yang dilaksanakan oleh kontraktor PT. ADHI KARYA di Jl.
Lintas Sumatatra KM 18 Desa Tritunggal Kabupaten Lampung Selatan. Pada
Tahun 2015, penulis melaksanakan Kuliah Kerja Nyata di Desa Negri Mulya,
Kabupaten Way kanan.
PERSEMBAHAN
Bismillahhirrohmanirrohim
Dengan kerendahan hati dan puji syukur atas kehadirat Allah SWT
Kupersembahkan skripsiku kepada :
Kedua orang tuaku Bapak Monthy Manan dan Ibu Nurmada Tuasamu yang telah
mendoakan, mendidik, dan membesarkanku untuk mencapai keberhasilan
Kedua adikku Mohammad Athian Manan dan Alm. Mohammad Yusuf Manan
yang telah memberikan doa, motivasi, dan pelajaran hidup yang berharga
Sahabat - sahabatku dari grup teratai merah yang selalu mendukung dan
menyemangati semenjak duduk di Sekolah Menengah Atas
Keluarga besar Teknik Sipil Universitas Lampung, khususnya angkatan 2011
yang telah berjuang bersamaku semejak awal perkuliahan
Keluarga besar dari keluarga Manan dan keluarga Tuasamu yang telah
mendukungku
Dan para dosen yang telah memberikan pendidikan selama perkuliahan
MOTTO HIDUP
“Nol adalah awal dari segala kemungkinan, tak ada apapun yang dapat dimulai jika tidak dimulai dari sana”
(Shinichi Kudo in “Detective Conan” by Aoyama Gosho)
“Masa lalu akan membuatmu menyesal sampai rasanya ingin mati, masa depan akan membuatmu stress karena kegelisahan, maka hari – hari ini adalah saat yang paling bahagia“
(Hikigaya Hachiman in “Oregairu” by Wataru Watari)
“When you have eliminiated the impossible, whatever remains, however improbable, must be the truth”
(Sherlock Holmes in “The Sign of Four” by Sir Arthur Conan Doyle)
“Maka nikmat tuhan kamu manakah yang kamu dustakan”
(QS. Ar-Rahman)
“Aku bersaksi bahwa tiada tuhan selain Allah dan aku bersaksi bahwa Muhammad adalah rasul Allah”
(Syahadatain)
SANWACANA
Assalamualaikum.Wr. Wb.
Alhamdulillahi Robbil Alamin, puji syukur atas kehadirat Allah SWT, karena
berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelsaikan penulisan skripsi
yang berjudul “Desain dan Analisis Jembatan Cable Stayed Dengan bentang
800 m” yang merupakan salah sat syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang tulus dan sebesar
– besarnya kepada :
1. Prof. Dr. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas
Lampung.
2. Gatot Eko Susilo,S.T., M.Sc., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil,
Universitas Lampung.
3. Bayzoni, S.T., M.T., selaku dosen Pembimbing I Skripsi yang telah
menyediakan waktu, tenaga, dan pemikirannya untuk menyelesaikan skripsi
ini.
4. Ir. Surya Sebayang, M.T., selaku dosen Pembimbig II Skripsi yang telah
membimbing dan memberikan saran yang membangun untuk
menyempurnakan skripsi ini.
5. Dr. Ratna Widyawati, S.T., M.T., selaku dosen Penguji Skripsi yang telah
memberikan kritik dan saran untuk skripsi ini.
6. Sasana Putra, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing akademik.
7. Seluruh Dosen dan para staf jurusan teknik sipil yang telah mendidik dan
membantu penulis dalam masa perkuliahan.
8. Orang tua yang tergantikan Bapak Ir. Monthy Manan dan Ibu Nurmada
tuasamu, S.E., yang telah sabar dan penuh perjuangan untuk membesarkan
penulis sehingga mampu menyelesaikan pendidikan di Jurusan Teknik Sipil,
Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
9. Adikku yang pertama Mohammad Athian Manan yang selalu sabar dan
pengertian menghadapi kakaknya yang menyusahkan, egois, dan tidak tahu
malu ini semenjak lahir.
10. Adikku yang kedua Alm. Mohammad Yusuf Manan yang telah memberikan
kenangan terindah dalam hidupku yang tidak dapat digantikan dengan apapun
di dunia ini.
11. Sahabat – sahabat dari grup “Teratai Merah” yang selalu mendukung dan
menyemangati penulis.
12. Mantan penghuni kosan Sumber Jaya kamar 2713 dan 2701 yang sah maupun
tidak sah.
13. Sahabat – sahabat dari grup “Tempat Spam” yang telah mengisi hari – hari
penulis selama masa perkuliahan dengan canda dan tawa.
14. Keluarga Besar Teknik Sipil Universitas Lampung, terutama Teknik Sipil
angkatan 2011 yang tidak dapat disebutkan satu persatu karena keluarga ini
terlalu besar.
15. Semua pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini yang tak dapat
disebutkan satu persatu.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, terutama bagi penulis.
Selain itu semoga semua pihak yang telah membantu penyelesaian skripsi ini
mendapat balasan yang baik dari Allah SWT.
Wassalamualaikum. Wr. Wb.
Bandar Lampung, 2018
Penulis
Mohammad Salman Manan
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ............................................................................................... 1
B. Rumusan Masalah .......................................................................................... 3
C. Tujuan Peneitian ............................................................................................ 3
D. Batasan Masalah ............................................................................................ 3
E. Manfaat Penelitian ......................................................................................... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Jembatan Cable Stayed .................................................................................. 5
1. Sistem Kabel ............................................................................................. 7
2. Menara (Pylon) ....................................................................................... 11
3. Gelagar .................................................................................................... 13
4. Kabel ....................................................................................................... 17
B. Pembebanan ................................................................................................. 19
1. Berat Sendiri ........................................................................................... 21
2. Beban Mati Tambahan ............................................................................ 22
3. Beban Lalu Lintas Dan Beban Truk “T” ................................................ 23
4. Beban Angin ........................................................................................... 29
5. Trotoar Jembatan .................................................................................... 30
C. Desain Struktur Utama ................................................................................ 30
1. Konfigurasi Susunan Kabel .................................................................... 30
2. Gelagar Memanjang ................................................................................ 31
3. Sambungan Gelagar Memanjang ............................................................ 41
4. Analisis Pelat Lentur 1 Arah ................................................................... 43
5. Program SAP 2000 ................................................................................. 45
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Permodelan Struktur .................................................................................... 46
B. Diagram Alir (Flow Chart) Penelitian ......................................................... 49
ii
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Preliminary Design ...................................................................................... 50
B. Mendesain Struktur Sekunder ..................................................................... 50
1. Slab Trotoar Jembatan ............................................................................ 51
2. Tiang Railing Jembaran .......................................................................... 53
3. Mendesain Lantai Kendaraan ................................................................. 55
C. Mendesain Gelagar Memanjang .................................................................. 61
D. Mendesain Kabel ......................................................................................... 73
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan ...................................................................................................... 79
B. Saran ............................................................................................................ 80
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
1. PRELIMINARY DESIGN ............................................................................. 84
2. MENDESAIN STRUKTUR SEKUNDER ................................................. 84
1. Slab Trotoar Jembatan ............................................................................ 84
2. Tiang Railing Jembatan .......................................................................... 89
3. Pembebanan Pada Lantai Kendaraan ...................................................... 93
4. Momen Ultimit Pada Lantai Kendaraan ............................................... 104
5. Penulangan Lantai Kendaraan .............................................................. 106
3. MENDESAIN GELAGAR MEMANJANG ............................................. 112
1. Desain Girder ........................................................................................ 112
2. Section Properties ................................................................................. 115
3. Pembebanan Gelagar Memanjang ........................................................ 119
4. Faktor Pembebanan ............................................................................... 122
5. Momen dan Geser Ultimit Gelagar Memanjang ................................... 123
6. Check Konstruksibilitas Gelagar Memanjang ...................................... 123
7. Check Deformasi Keadaan Batas Layan (Service Limit State) ............ 138
8. Check Keadaan Batas Kuat (Strenght Limit State)............................... 146
9. Mendesain Pengaku Vertikal ................................................................ 155
10. Mendesain Pengaku Lateral................................................................ 167
11. Mendesain Shear Connector .............................................................. 170
4. MENDESAIN KABEL ............................................................................. 173
DAFTAR TABEL
Halaman.
Tabel 1. Spesifikasi kabel ..................................................................................... 19
Tabel 2. Aksi - aksi yang bekerja pada jembatan cable stayed ............................. 20
Tabel 3. Berat isi bahan - bahan bangunan ........................................................... 21
Tabel 4. Lajur lalu lintas rencana .......................................................................... 24
Tabel 5. Faktor distribusi untuk pembebanan truk "T" ......................................... 28
Tabel 6. Koefisien seret (Cw) ................................................................................ 29
Tabel 7. Kecepatan angin rencana (Vw) ................................................................ 29
Tabel 8. Spesifikasi kabel VSL 7-wire strand ...................................................... 30
Tabel 9. Jenis baut ................................................................................................. 42
Tabel 10. Tabel momen dan faktor lantai kendaraan ............................................ 59
Tabel 11. Momen dan geser maksimum sebelum komposit ................................. 63
Tabel 12. Momen dan geser maksimum setelah komposit ................................... 63
Tabel 13. Momen dan geser maksimum akibat beban layan ................................ 64
Tabel 14. ∆max pada tiap kondisi ........................................................................... 64
Tabel 15. Spesifikasi kabel VSL 7-wire strand .................................................... 73
Tabel 16. Elevasi kabel pada pylon ...................................................................... 73
Tabel 17. Gaya pada kabel .................................................................................... 74
Tabel 18. n dan Asc terpakai .................................................................................. 75
Tabel 19. Beban dan gaya nominal kabel ............................................................. 76
Tabel 20. Jumlah strand (n) dan gaya kabel (P) terpakai ...................................... 77
iv
Tabel 21. Nomor kabel dan jumlah strand ............................................................ 80
Tabel 22. Perhitungan berat (N) dan Momen (M) berat sendiri trotoar ................ 85
Tabel 23. Perhitungan momen akibat beban hitdup trotoar .................................. 86
Tabel 24. Beban mati tambahan pada slab ............................................................ 95
Tabel 25. Jarak beban terhadap tumpuan .............................................................. 97
Tabel 26. Jarak beban terhadap tumpuan ............................................................ 100
Tabel 27. Momen ultimit dan kombinasi pembebanan ....................................... 104
Tabel 28. Momen ultimit kombinasi 1 ................................................................ 105
Tabel 29. Momen ultimit kombinasi 2 ................................................................ 105
Tabel 30. Momen ultimit kombinasi 3 ................................................................ 105
Tabel 31. Momen ultimit kombinasi 4 ................................................................ 106
Tabel 32. Faktor pembebanan sebelum komposit ............................................... 122
Tabel 33. Faktor pembebanan setelah komposit ................................................. 122
Tabel 34. Momen dan geser maksimum sebelum komposit ............................... 123
Tabel 35. Momen dan geser maksimum setelah komposit ................................. 123
Tabel 36. Perhitungan beban akibat trotoar ........................................................ 125
Tabel 37. Kombinasi beban layan ....................................................................... 139
Tabel 38. Momen dan geser maksimum akibat beban layan .............................. 139
Tabel 39. Mmax positif dan negatif pada tiap kondisi ........................................ 140
Tabel 40. Section properties n ............................................................................ 141
Tabel 41. Section properties 3n ........................................................................... 142
Tabel 42. ∆max pada tiap kondisi ....................................................................... 146
Tabel 43. Letak kabel pada pylon ....................................................................... 173
Tabel 44. Elevasi kabel pada pylon .................................................................... 174
v
Tabel 45. Jarak kabel ke pylon (a) ...................................................................... 174
Tabel 46. Sudut kabel terhadap horizontal .......................................................... 175
Tabel 47. Spesifikasi VSL 7-wire strand ............................................................ 176
Tabel 48. Gaya maksimum pada kabel ............................................................... 177
Tabel 49. Luas tulangan terpakai (Asc) ............................................................... 178
Tabel 50. Gaya nominal kabel (Pkabel) ................................................................. 180
Tabel 51. Check kapasitas kabel ......................................................................... 181
DAFTAR GAMBAR
Halaman.
Gambar 1. Alternatif jembatan secara ekonomi berdasarkan panjang bentang
dalam (Podolny & Scalzi, 1976) ........................................................... 6
Gambar 2. Komponen utama jembatan cable stayed ............................................... 7
Gambar 3. Tatanan kabel transversal 1 bidang ........................................................ 8
Gambar 4. Tatanan kabel transversal 2 bidang ........................................................ 9
Gambar 5. Sistem tatanan kabel longitudinal ........................................................ 10
Gambar 6. Tipe Pylon : (1) portal, (2) twin, (3) twin, (4) bentuk A, (5) Single,
(6) Side ................................................................................................ 12
Gambar 7. Tipe Gelagar : (a) Tipe terbuka, (b) Tipe kotak (Troitsky, 1988) ........ 14
Gambar 8. Gelagar stiffening truss......................................................................... 15
Gambar 9. Gelagar solid web baja ......................................................................... 16
Gambar 10. Gelagar box girder beton.................................................................... 16
Gambar 11. Jenis kabel .......................................................................................... 18
Gambar 12. Wire stay cable ................................................................................... 18
Gambar 13. Strand stayed cable ............................................................................ 18
Gambar 14. Beban lajur "D" .................................................................................. 24
Gambar 15. Penyebaran pembebanan arah melintang ........................................... 26
Gambar 16. Pembebanan truk "T" ......................................................................... 27
Gambar 17. Model jembatan .................................................................................. 48
Gambar 18. Diagram alir penelitian ....................................................................... 49
vii
Gambar 19. Penampang melintang trotoar ............................................................ 51
Gambar 20. Beban pada trotoar ............................................................................. 52
Gambar 21. Tulangan pada trotoar......................................................................... 53
Gambar 22. Tulangan pada tiang railing jembatan ................................................ 54
Gambar 23. Beban sendiri pada slab ...................................................................... 56
Gambar 24. Beban mati tambahan pada slab ......................................................... 56
Gambar 25. Beban truk "T" pada slab ................................................................... 57
Gambar 26. Beban angin pada slab ........................................................................ 57
Gambar 27. Beban suhu pada slab ......................................................................... 58
Gambar 28. Beban suhu pada slab ......................................................................... 58
Gambar 29. Tampak atas penulangan lantai kendaraan ......................................... 60
Gambar 30. Tampak melintang penulangan lantai kendaraan ............................... 60
Gambar 31. Tampak melintang tub girder ............................................................. 62
Gambar 32. Penampang melintang trotoar ............................................................ 85
Gambar 33. Beban hidup trotoar ............................................................................ 86
Gambar 34. Tulangan pada trotoar......................................................................... 89
Gambar 35. Tulangan tiang railing jembatan ......................................................... 92
Gambar 36. Beban sendiri pada slab ...................................................................... 93
Gambar 37. Beban mati tambahan pada slab ......................................................... 95
Gambar 38. Beban truk "T" pada slab ................................................................... 96
Gambar 39. Beban angin pada slab ........................................................................ 99
Gambar 40. Beban suhu pada slab ....................................................................... 102
Gambar 41. Beban suhu pada slab ....................................................................... 102
Gambar 42. Tampak atas penulangan lantai kendaraan ....................................... 111
viii
Gambar 43. Tampak melintang penulangan lantai kendaraaan ........................... 111
Gambar 44. Tampak melintang tub girder sebelum komposit ............................ 112
Gambar 45. Tampak melintang gelagar memanjang setelah komposit ............... 112
Gambar 46. Penempatan beban lajur "D" ............................................................ 122
Gambar 47. Penampang melintang trotoar .......................................................... 125
Gambar 48. Section properties WT 1000 x 375 .................................................. 169
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Jembatan merupakan suatu konstruksi yang mampu menghubungkan manusia
maupun transportasi darat dari suatu tempat ke tempat lain yang terputus oleh
suatu rintangan seperti lembah, sungai, danau, laut, jalan raya, jalur kereta api,
dan lain – lain.
Dibangunnya jembatan memiliki dampak yang berbeda bagi tiap orang. Untuk
orang yang aktifitas sehari - harinya perlu melewati jembatan ke tempat
tujuannya, melewati jembatan akan mempercepat waktu tempuh yang
diperlukan dan dengan melewati jembatan juga akan menghemat energi yang
diperlukan untuk sampai ke tempat tujuannya. Selain itu, jika jembatan yang
dibangun memiliki nilai estetika yang tinggi dapat menjadi daya tarik suatu
daerah. Sebagai contoh jembatan Suramadu yang melintasi Selat Madura,
jembatan Ampera di Palembang, jembatan Moonlight Rainbow Fountain di
Korea Selatan, jembatan Millau di Prancis, dan lain – lain.
Dalam perkembangannya, jembatan sudah dibuat sejak masa lampau dalam
berbagai bentuk. Pada masa lampau, untuk melintasi sungai dapat
menggunakan pohon yang tumbang maupun akar pohon melintasi sungai. Pada
2
periode romawi kuno sekitar 300 SM, orang romawi sudah mampu membuat
jembatan di atas sungai untuk menyalurkan air seperti Aquaduct Pont du Gard
di, Perancis. Sekitar abad pertengahan di Eropa mulai dibangun jembatan jalan
raya berbentuk lengkung ( arch bridge ) yang menggunakan tiang kayu sebagai
pondasi.
Seiring dengan perkembangan industri maka jembatan juga mengalami
perkembangan dalam hal bahan pembentuknya. Pada tahun 1776 dibangunlah
jembatan Coalbrookdale, yaitu jembatan yang pertama kali terbuat dari besi.
Seiring berkembangnya industri bahan konstruksi, maka semakin berkembang
juga kreasi dari bentuk dan struktur jembatan. Salah satu kreasi dari struktur
jembatan tersebut adalah jembatan jenis cable stayed.
Jembatan cable stayed merupakan tipe jembatan bentang panjang yang estetis
dan sering digunakan sebagai prasarana transportasi yang penting. Struktur
jembatan ini terdiri dari gabungan berbagai komponen struktural seperti pilar,
kabel dan dek jembatan. Dek jembatan digantung dengan kabel prategang yang
diangkur pada pilar. Dengan demikian, semua gaya-gaya gravitasi maupun
lateral yang bekerja pada dek jembatan akan ditransfer ke tanah melalui kabel
dan pilar. Kabel akan menerima gaya tarik sedangkan pilar memikul gaya
tekan yang sangat besar disamping efek lentur lainnya.
Secara umum jembatan cable stayed ini memiliki keuntungan, seperti tahan
terhadap angin, lebih kaku dibandingkan jembatan gantung, pelaksanaannya
lebih cepat karena menggunakan sistem komponen baja pabrikasi,
perawatannya lebih murah, dan memiliki nilai estetika yang tinggi.
3
Berdasarkan penjelasan tersebut maka diperlukan para engineer yang mampu
mendesain struktur jembatan cable stayed yang berkualitas, aman, ekonomis,
dan memiliki estetika. Penelitian ini diharapkan mampu menjadi referensi bagi
para engineer untuk mendesain jembatan cable stayed yang baik dan benar.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan pada subbab sebelumnya,
maka didapatkan rumusan masalah dalam penelitian ini antara lain :
1. Bagaimana cara mendesain jembatan cable stayed jika bentang jembatan
tersebut 800 m ?
2. Bagaimana mendesain gelagar memanjang jembatan cable stayed ?
3. Bagaimana mendesain kabel pada jembatan cable stayed ?
C. Tujuan Peneitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui desain jembatan cable stayed bentang 800 m menggunakan
peratuan pembebanan SNI 1725:2016 tentang pembebanan pada jembatan
dan menggunakan AASHTO LRFD Bridge Design Specification 5th
edition
untuk desain profil jembatan yang digunakan.
2. Mengetahui tahapan untuk mendesain gelagar memanjang cable stayed.
3. Mengetahui tahapan untuk mendesain kabel pada jembatan cable stayed.
D. Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini antara lain sebagai berikut :
4
1. Jenis jembatan adalah jembatan cable stayed dengan bentang 800 m.
2. Struktur yang didesain dan dianalisis dibatasi hanya gelagar memanjang,
dan kabel.
3. Jenis gelagar adalah tub girder.
4. Tipe tatanan kabel transversal adalah sistem 2 bidang.
5. Tipe tatanan kabel longitudinal adalah tatanan kabel fan.
6. Lebar trotoar jembatan 1,5 m.
7. Lebar jalur lalu lintas 14 m dengan pembagian 4 lajur 2 arah.
8. Analisis dibantu menggunakan program SAP 2000
9. Yang tidak ditinjau antara lain : struktur bawah jembatan, pylon, analisis
dinamis, analisis dampak lingkungan, efek pemuaian, analisa anggaran
biaya, metode pelaksanaan secara keseluruhan, efek susut dan rangkak, dan
angkur.
E. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini yaitu supaya penelitian ini dapat menjadi referensi untuk
desain dan analisis jembatan cable stayed bentang 800 m.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Jembatan Cable Stayed
Jembatan cable stayed merupakan tipe jembatan bentang panjang yang estetis
dan sering digunakan sebagai prasarana transportasi yang penting. Struktur
jembatan ini terdiri dari gabungan berbagai komponen struktural seperti pilar
(pylon), kabel dan dek jembatan. Struktur jembatan cable stayed ini berbentuk
dek jembatan digantung dengan kabel prategang yang diangkur pada pilar.
Dengan demikian, semua gaya - gaya searah gravitasi maupun lateral yang
bekerja pada dek jembatan akan ditransfer ke tanah melalui kabel dan pilar.
Kabel akan menerima gaya tarik sedangkan pilar memikul gaya tekan yang
sangat besar disamping efek lentur lainnya. Maksud pengembangan teknologi
kabel ialah merangkai bentang-bentang pendek menjadi satu bentang panjang
yang dapat menghasilkan kekuatan penopang yang lebih kuat untuk memikul
berat jembatan itu sendiri ataupun lalu lintas yang melewati jembatan tersebut.
Berdasarkan kompetisi desain sistem jembatan terbuka yang diadakan di
Jerman Barat pada pasca perang untuk menentukan jembatan yang ekonomis
berdasarkan panjang bentang dalam persentase bentang dalam dari keseluruhan
bentang, alternatif jembatan yang digunakan dapat dilihat pada gambar 1.
6
Gambar 1. Alternatif jembatan secara ekonomi berdasarkan panjang
bentang dalam (Podolny & Scalzi, 1976)
Jembatan cable stayed mempunyai kelebihan, antara lain :
1. Tahan terhadap angin.
2. Lebih kaku dibandingkan jembatan gantung.
3. Murah dalam perawatan karena menggunakan baja.
4. Konstruksi lebih ringan.
5. Cepat dilaksanakan karena sistem komponen baja (precast).
6. Terpustusnya kabel tidak mengakibatkan jembatan langsung runtuh.
Jembatan cable stayed ini juga mempunyai kekurangan, antara lain :
1. Dalam pengerjaannya diperlukan ketelitian yang tinggi
2. Bentang main span terbatas karena keterbatasan sudut kabel, sehingga untuk
menambah panjang bentang, diperlukan menara yang tinggi
7
3. Semakin tinggi menara dan semakin banyak kabel, maka gaya aksial yang
diterima gelagar akan semakin besar
Pada dasarnya, komponen utama jembatan cable stayed terdiri atas gelagar,
sistem kabel, dan menara (pylon).
Gambar 2. Komponen utama jembatan cable stayed
1. Sistem Kabel
Kabel pada jembatan cable stayed digunakan untuk menopang gelagar
diantara dua tumpuan dan memindahkan beban tersebut ke menara. Secara
umum sistem kabel dapat dilihat sebagai tatanan kabel transversal dan
tatanan kabel longitudinal. Pemilihan tatanan kabel didasarkan pada
berbagai aspek karena akan memberikan pengaruh yang berlainan terhadap
perilaku struktur, terutama pada bentuk menara dan penampang gelagar.
Selain itu pemilihan sistem kabel akan berpengaruh pada metode
pelaksanaan, biaya, dan arsitektur jembatan.
a. Tatanan Kabel Transversal
Pada umumnya sistem tatanan kabel transversal yang digunakan pada
8
jembatan cable stayed ada 2 sistem yaitu sistem satu bidang atau sistem
dua bidang.
1) Sistem satu bidang
Sistem ini sangat menguntungkan dari estetika karena tidak terjadi
kabel bersilangan yang terlihat oleh pandangan sehingga terlihat
penampilan struktur yang indah. Kabel ditempatkan di tengah –
tengah dek dan membatasi dua arah jalur lalulintas. Penempatan
kabel seperti ini akan menyebabkan torsi pada dek menjadi besar
akibat beban lalu lintas yang tidak simetri dan tiupan angin.
Kelemahan tersebut diatasi dengan menggunakan dek kaku berupa
box girder yang mempunyai kekakuan torsi yang sangat besar.
Gambar 3. Tatanan kabel transversal 1 bidang
2) Sistem dua bidang
Ada 2 alternatif yang mungkin digunakan ketika menggunakan
tatanan seperti ini, pengangkuran kabel berada di sisi luar gelagar atau
di dalam gelagar. Alternatif pertama lebih baik karena tidak ada
9
daerah permukaan gelagar yang terhalang kabel dan menara.
Meskipun begitu, kekurangannya adalah jarak melintang dari titik
pengangkuran membutuhkan kantilever yang besar untuk mentransfer
gaya geser dan momen lentur ke gelagar. Pada bagian substrukturnya
juga, terutama pada tiang pada menara harus tahan lama, karena
berdiri terpisah dan di sisi luar jembatan. Ketika kabel dan menara
terletak di sisi dalam melintang jembatan, daerah yang digunakan
untuk kabel dan menara tersebut tidak dapat digunakan sebagai bagian
jalan raya dan mungkin hanya sebagian yang digunakan sebagai
trotoar, sehingga daerah pada permukaan dek yang dibuat menjadi
tidak efektif dan harus diimbangi dengan pelebaran dek (Troitsky,
1988).
Gambar 4. Tatanan kabel transversal 2 bidang
b. Tatanan Kabel Longitudinal
Pada dasarnya, sistem tatanan kabel longitudinal dibagi menjadi 4, yaitu
tipe radiating, harp, fan, dan star.
10
Gambar 5. Sistem tatanan kabel longitudinal
1) Tipe Radiating
Pada sistem ini semua kabel mengarah ke puncak menara.
Berdasarkan strukturnya, sistem ini mungkin yang terbaik. Karena
semua kabel di puncak menara, kemiringan maksimum terhadap
horizontal dapat dicapai dan mengakibatkan hanya membutuhkan
jumlah baja yang lebih sedikit. Kabel menahan gaya akibat beban mati
dan hidup maksimum, dan gaya aksial minimum dari dek. Namun,
kabel yang berada pada puncak menara akan mendukung atau
membebani menara dan gaya vertikal harus ditransfer. Hal ini akan
mengakibatkan pendetailan yang kompleks.
2) Tipe Harp
Pada sistem ini, kabel dihubungkan ke menara dengan ketinggian
yang berbeda dan pararel terhadap kabel yang lainnya. Sistem ini
akan menghasilkan estetika yang bagus, namun hal ini akan
11
menghasilkan momen lentur pada menara. Selain itu, perlu ditinjau
apakah kabel di bagian bawah dapat dibuat kaku pada menara bawah
atau harus dibuat dapat bergerak pada arah horizontal. Jumlah baja
yang dibutuhkan pada sistem ini sedikit lebih banyak daripada tipe
fan. Disarankan semakin banyak kabel yang digunakan, maka
diperlukan menara yang lebih tinggi yang akan menambah kekakuan
kabel terhadap lendutan.
3) Tipe Fan
Tipe fan merupakan modifikasi dari tipe harp. Kabel disebar pada
bagian atas menara dan pada dek sepanjang bentang menghasilkan
kabel tidak sejajar. Penyebaran kabel pada menara akan memudahkan
perhitungan untuk menghitung pendetailan tulangan.
4) Tipe Star
Tipe star merupakan tatanan kabel dengan susunan yang menarik.
Namun, tipe ini bertentangan dengan prinsip bahwa kabel harus
didistribusikan sebanyak mungkin di sepanjang gelagar. Karena kabel
terpusat pada gelagar, dukungan antara dua tumpuan tetap jembatan
hanya ada pada pertemuan kabel sehingga momen lentur yang akan
terjadi menjadi lebih besar.
2. Menara (Pylon)
Pada dasarnya, pylon adalah struktur yang dimana gaya yang paling
menentukan adalah gaya aksial yang berasal dari gaya vertikal kabel yang
terpasang pada pylon. Pylon biasanya harus menahan beban yang berat
12
biasanya bisa mencapai beberapa ribu ton. Meskipun begitu, bentuk kotak
dengan kern yang lebar akan memberikan keamanan terhadap tekuk dengan
jumlah material yang lebih sedikit. Pemilihan bentuk pylon sangat
dipengaruhi oleh konfigurasi kabel, estetika, dan kebutuhan perencanaan
serta pertimbangan biaya. Ada beberapa bentuk pylon yang memungkinkan
untuk konstruksi ini, antara lain bentuk portal, twin, bentuk A, single¸ dan
side.
Gambar 6. Tipe Pylon : (1) portal, (2) twin, (3) twin, (4) bentuk A, (5) Single,
(6) Side
Untuk susunan dukungan menara, ada 3 jenis yang memungkinkan :
a. Menara Didukung Pada Pondasi
Pada jenis ini, momen lentur akan disebabkan oleh menara. Sebagian
besar jembatan cable stayed di Jerman yang menggunakan jenis ini.
Menara yang dipancangkan pada pondasi fleksibel, beban dan temperatur
tidak menyebabkan tekanan yang signifikan terhadap struktur. Pada jenis
13
ini, gelagar utama yang melewati kaki menara akan didukung gelagar
melintang.
b. Menara Didukung Pada Superstructure
Pada jenis ini, menara umumnya didukung ke box girder. Susunan
seperti ini tidak hanya memperkuat gelagar teteapi juga memperkuat
bantalan. Dukungan seperti ini juga mampu menahan gaya horizontal
yang disebabkan gaya gesek pada bantalan.
c. Menara berengsel
Untuk beberapa alasan, menara dapat dibuat berengsel pada bagian
dasarnya pada arah longitudinal. Susunan seperti ini akan mengurangi
momen lentur pada menara dan akan menyederhanakan analisis struktur
secara keseluruhan.
3. Gelagar
Salah satu masalah dari perancangan struktur gelagar, terutama pada gelagar
jembatan cable stayed adalah masalah torsi atau puntiran pada arah sumbu
memanjang gelagar akibat beban pada gelagar yang tidak selalu merata
sehingga perlu menggunakan gelagar yang efisien. Dalam mencari bentuk
gelagar yang efisien, kemajuan telah dibuat dengan perkembangan dek baja
ortotropik. Ada 2 tipe penampang gelagar yaitu tipe terbuka dan dan gelagar
kotak (box girder). Untuk gelagar terbuka, jarak antar gelagarnya biasanya
6-8 ft (1,8-2,5 m) dan memilki kekakuan torsi yang lemah, sedangkan untuk
gelagar kotak, jarak antar gelagarnya bisa mencapai 15-18 ft (4,6-5,5 m)
dikarenakan memiliki tingkat kekauan torsi yang besar (Troitsky, 1988).
14
Gambar 7. Tipe Gelagar : (a) Tipe terbuka, (b) Tipe kotak (Troitsky, 1988)
Bentuk gelagar jembatan cable stayed sangat bervariasi, namun yang paling
sering digunakan ada 2 yaitu stiffening truss dan solid web (Podolny &
Scalzi, 1976).
a. Gelagar Stiffening Truss
Pada awal perkembangan jembatan cable stayed modern, stiffening truss
banyak digunakan tetapi sekarang mulai ditinggalkan karena banyak
kekurangan. Kekurangannya adalah membutuhkan fabrikasi yang besar,
perawatan yang sulit karena rentan terhadap korosi, dan kurang menarik
dari segi estetika. Meskipun begitu, stiffening truss memiliki sifat
aerodinamik yang baik. Dalam kasus jembatan jalan raya digabungkan
dengan jalan rel dan menggunkan dek ganda yang bertingkat, stiffening
truss dapat dipertimbangkan sebagai sebagai elemen utama jembatan.
15
Gambar 8. Gelagar stiffening truss
b. Gelagar Solid Web
Gelagar yang tersusun dari solid web yang terbuat dari baja atau beton
dibagi menjadi 2, yaitu :
1. Gelagar plat (plate girder), yang terdiri dari 2 atau lebih banyak
gelagar. Gelagar plat ini tidak memiliki kekakuan torsi yang besar,
sehingga tidak bisa digunakan untuk jembatan yang bentangnya
panjang dan lebar. Selain itu hanya bisa digunakan untuk jembatan
dengan sistem 1 bidang kabel penggantung.
2. Gelagar kotak (box girder), yang terdiri dari satu atau susunan box
yang berbentuk persegi atau trapesium. Dek jembatan yang
menggunakan satu atau susunan box akan memiliki kekakuan torsi
yang besar sehingga cocok untuk jembatan yang mengalami torsi yang
besar. Jembatan yang menggunakan satu bidang kabel penggantung
biasanya menggunakan gelagar box tunggal, sedangkan untuk
jembatan yang lebar menggunakan susunan gelagar box.
16
Gambar 9. Gelagar solid web baja
Gambar 10. Gelagar box girder beton
Material struktur atas (superstructure) dapat terbuat dari beton, baja, dan
komposit. Struktur atas terbuat dari beton biasanya digunakan untuk
bentang sampai dengan 350 meter dengan pertimbangan biaya
17
pelaksanaan yang lebih murah. Untuk bentang yang lebih panjang,
pemakaian beton pada gelagar jembatan akan menyebabkan
pertambahan berat sendiri yang pada akhirnya akan mempengaruhi
dimensi elemen jembatan yang lain seperti kabel, menara, dan fondasi.
Dengan pertimbangan tersebut, pada bentang yang lebih dari 500
meter umumnya digunakan gelagar jembatan baja. Diantaranya dapat
digunakan material komposit baja dan beton. Kelebihan dari struktur
komposit tersebut adalah kemudahan dalam hal pelaksanaan pekerjaan.
4. Kabel
Sebuah kabel dapat terdiri dari satu atau lebih tali struktural, untaian
struktural (strand structural), lilitan untaian terkunci (locked coil strand),
atau untaian kawat pararel (pararel wire strand). Sebuah strand selain jenis
pararel wire strand, terbuat dari kawat yang dibentuk spiral di sekitar
sebuah kawat pusat di satu atau lebih lapisan simetris dan diproduksi di
USA berdasarkan standar spesifikasi ASTM A-586.
Saat ini, jenis ruji kabel yang umum dan sering digunakan adalah :
a) Parallel Wire Cables
Parallel wire Cable terdiri dari kawat bulat galvanis berdiameter 5 mm
sampai 7 mm berbentuk hexagonal, dengan suatu helix panjang. Kawat
tersebut kemudian biasanya dibungkus oleh High Density polyethylene
(HDPE) tube.
b) Parallel Strand Cables
18
Kabel ini terdiri dari beberapa strand. Strand - strand tersebut
selanjutnya dipasang secara paralel. Setiap kabel dapat terdiri dari
beberapa strand antara lain sebesar 7, 19, 37, 61, 91, atau 127 buah.
Gambar 11. Jenis kabel
Gambar 12. Wire stay cable
Gambar 13. Strand stayed cable
19
Spesifikasi dari kabel yang digunakan pada jembatan cable stayed dapat
dilihat pada tabel 1
Tabel 1. Spesifikasi kabel
Sumber : Pedoman perencanaan teknis jembatan beruji kabel
B. Pembebanan
Berdasarkan Surat Edaran Menteri Pekerjaan Umum Dan Perumahan Rakyat
No. 08/SEM/2015 tentang Pedoman Perencanaan Teknis Jembatan Beruji
Kabel, aksi atau pembebanan yang terjadi pada struktur jembatan cable stayed
dapat dilihat pada tabel 2
20
Tabel 2. Aksi - aksi yang bekerja pada jembatan cable stayed
Sumber : Pedoman perencanaan teknis jembatan beruji kabel
Dimana aksi permanen adalah beban tetap yang pasti terjadi pada jembatan,
Aksi variabel adalah beban yang besarnya dapat berubah tergantung waktu,
dan aksi accidental adalah beban jika terjadi kecelakaan pada jembatan
tersebut.
Standar pembebanan yang digunakan di Indonesia saat ini adalah SNI
1725:2016. Standar ini menetapkan ketentuan pembebanan dan aksi-aksi
lainnya yang akan digunakan dalam perencanaan jembatan jalan raya termasuk
jembatan pejalan kaki dan bangunan - bangunan sekunder yang terkait dengan
jembatan. Beban-beban, aksi-aksi dan metoda penerapannya boleh
dimodifikasi dalam kondisi tertentu, dengan seijin pejabat yang berwenang.
Butir-butir tersebut harus digunakan untuk perencanaan seluruh jembatan
termasuk jembatan bentang panjang dengan bentang utama > 200 m.
21
1. Berat Sendiri
Berat sendiri adalah berat dari bagian jembatan dan elemen - elemen
struktural lain yang dipikulnya. Termasuk dalam hal ini adalah berat bahan
dan bagian jembatan yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan
elemen non struktural yang dianggap tetap.
Untuk menentukan besarnya beban dari berat sendiri, maka harus digunakan
nilai berat isi untuk bahan – bahan bangunan tersebut.
Tabel 3. Berat isi bahan - bahan bangunan
No. Bahan
Berat/Satuan Isi Kerapatan Massa
(kN/m3) (kg/m
3)
1 Campuran
Aluminium
26,7 2720
2 Lapisan permukaan
beraspal
22 2240
3 Besi Tuang 71 7200
4 Timbunan tanah
dipadatkan
17,2 1760
5 Kerikil dipadatkan 18,8 - 22,7 1920 - 2320
6 Aspal beton 22 2240
7 Beton ringan 12,25 - 19,6 1250 - 2000
8 Beton 22 - 25 2240 - 2560
9 Beton prategang 25 - 26 2560 - 2640
10 Beton bertulang 23,5 - 25,5 2400 - 2600
11 Timbal 111 11400
12 Lempung lepas 12,5 1280
22
Lanjutan tabel 3 Berat isi bahan – bahan bangunan
14 Neoprin 11,3 1150
15 Pasir kering 15,7 - 17,2 1600 - 1760
16 Pasir basah 18 - 18,8 1840 – 1920
17 Pasir Lunak 17,2 1760
18 Baja 77 7850
19 Kayu (ringan) 7,8 800
20 Kayu (keras) 11 1120
21 Air murni 9,8 1000
22 Air garam 10 1025
23 Besi tempa 75,5 7680
Sumber : SNI 1725:2016
2. Beban Mati Tambahan
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.
Kecuali ditentukan lain oleh Instansi yang berwenang, semua jembatan
harus direncanakan untuk bisa memikul beban tambahan yang berupa aspal
beton setebal 50 mm untuk pelapisan kembali dikemudian hari. Lapisan ini
harus ditambahkan pada lapisan permukaan yang tercantum dalam gambar.
Pengaruh dari alat pelengkap dan sarana umum yang ditempatkan pada
jembatan harus dihitung setepat mungkin. Berat dari pipa untuk saluran air
bersih, saluran air kotor dan lainlainnya harus ditinjau pada keadaan kosong
23
dan penuh sehingga kondisi yang paling membahayakan dapat
diperhitungkan.
3. Beban Lalu Lintas Dan Beban Truk “T”
Beban lalu lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur “D”
dan beban truk “T”. Beban lajur "D" bekerja pada seluruh lebar jalur
kendaraan dan menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen
dengan suatu iring-iringan kendaraan yang sebenarnya. Jumlah total beban
lajur "D" yang bekerja tergantung pada lebar jalur kendaraan itu sendiri.
Beban truk "T" adalah satu kendaraan berat dengan 3 as yang ditempatkan
pada beberapa posisi dalam lajur lalu lintas rencana. Tiap as terdiri dari dua
bidang kontak pembebanan yang dimaksud sebagai simulasi pengaruh roda
kendaraan berat. Hanya satu truk "T" diterapkan per lajur lalu lintas
rencana.
Secara umum, beban "D" akan menjadi beban penentu dalam perhitungan
jembatan yang mempunyai bentang sedang sampai panjang, sedangkan
beban "T" digunakan untuk bentang pendek dan lantai kendaraan.
Lajur lalu lintas rencana harus mempunyai lebar 2,75 m. Jumlah maksimum
lajur lalu lintas yang digunakan untuk berbagai lebar jembatan bisa dilihat
pada tabel 4.
24
Tabel 4. Lajur lalu lintas rencana
Sumber : SNI 1725:2016
Beban lajur “D” terdiri dari beban tersebar merata (BTR) yang digabung
dengan beban garis (BGT).
Gambar 14. Beban lajur "D"
Beban terbagi rata (BTR) mempunyai intensitas q kPa, dimana besarnya q
tergantung panjang total yang dibebani L seperti berikut.
25
a. Bila L ≤ 30 m; q = 9 kPa
b. Bila L > 30 m; q = 9 (0,5 + (15/L)) kPa
Keterangan :
q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan.
L = panjang total jembatan yang dibebani (meter).
Sumber : SNI 1725:2016
Panjang yang dibebani L adalah panjang total BTR yang bekerja pada
jembatan. BTR harus dipecah menjadi panjang-panjang tertentu untuk
mendapatkan pengaruh maksimum pada jembatan menerus atau bangunan
khusus.
Beban garis (BGT) dengan besarnya intensitas P adalah 49,0 kN/m harus
ditempatkan tegak lurus terhadap arah alu lintas pada jembatan. Untuk
mendapatkan momen lentur negatif maksimum pada jembatan menerus,
BGT kedua yang identik harus ditempatkan pada posisi dalam arah
melintang jembatan pada bentang lainnya.
Penyebaran beban "D" harus disusun pada arah melintang sedemikian rupa
sehingga menimbulkan momen maksimum. Penyusunan komponen-
komponen BTR dan BGT dari beban "D" pada arah melintang harus sama.
Penempatan beban ini dilakukan dengan ketentuan adalah sebagai berikut :
a. Bila lebar jalur kendaraan jembatan kurang atau sama dengan 5,5 m,
maka beban "D" harus ditempatkan pada seluruh jalur dengan intensitas
100 % .
26
b. Apabila lebar jalur lebih besar dari 5,5 m, beban "D" harus ditempatkan
pada jumlah lajur lalu lintas rencana (nl) yang berdekatan, dengan
intensitas 100 %. Hasilnya adalah beban garis ekuivalen sebesar nl x 2,75
q kN/m dan beban terpusat ekuivalen sebesar nl x 2,75 p kN, kedua –
duanya bekerja berupa strip pada jalur selebar nl x 2,75 m;
c. Beban lajur lalu lintas rencana yang membentuk strip ini bisa
ditempatkan dimana saja pada jalur jembatan. Beban "D" tambahan harus
ditempatkan pada seluruh lebar sisa dari jalur dengan intensitas sebesar
50 %.
Gambar 15. Penyebaran pembebanan arah melintang
Pembebanan truk "T" terdiri dari kendaraan truk semi-trailer yang
mempunyai susunan dan berat as seperti terlihat dalam Gambar 16. Berat
dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang
merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai. Jarak antara
2 as tersebut bisa diubah-ubah antara 4,0 m sampai 9,0 m untuk
mendapatkan pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan.
27
Terlepas dari panjang jembatan atau susunan bentang, hanya ada satu
kendaraan truk "T" yang bisa ditempatkan pada satu lajur lalu lintas
rencana. Kendaraan truk "T" ini harus ditempatkan ditengah-tengah lajur
lalu lintas rencana seperti terlihat dalam Gambar 16. Jumlah maksimum
lajur lalu lintas rencana dapat dilihat dalam tabel 4, akan tetapi jumlah lebih
kecil bisa digunakan dalam perencanaan apabila menghasilkan pengaruh
yang lebih besar. Hanya jumlah lajur lalu lintas rencana dalam nilai bulat
harus digunakan. Lajur lalu lintas rencana bisa ditempatkan dimana saja
pada lajur jembatan.
Distribusi beban hidup dalam arah melintang digunakan untuk memperoleh
momen dan geser dalam arah longitudinal pada gelagar jembatan dengan :
1) Menyebar beban truk tunggal “T” pada balok memanjang sesuai dengan
faktor yang diberikan dalam Tabel 5.
Gambar 16. Pembebanan truk "T"
28
Tabel 5. Faktor distribusi untuk pembebanan truk "T"
Sumber : SNI 1725:2016
2) Momen lentur ultimit rencana akibat pembebanan truk “T” yang
diberikan dapat digunakan untuk pelat lantai yang membentangi gelagar
atau balok dalam arah melintang dengan bentang antara 0,6 dan 7,4 m.
3) Bentang efektif S diambil sebagai berikut:
i. Untuk pelat lantai yang bersatu dengan balok atau dinding (tanpa
peninggian), S = bentang bersih
ii. Untuk pelat lantai yang didukung pada gelagar dari bahan berbeda
atau tidak dicor menjadi kesatuan, S = bentang bersih + setengah
lebar dudukan tumpuan
29
4. Beban Angin
Beban angin pada jembatan dihitung dengan rumus berikut :
TEW = 0,0006 Cw (Vw)2 Ab ..................................................................... (1)
Dengan ketentuan nilai koefisien seret (CW) dan Kecepatan angin rencana
(Vw) sebagai berikut:
Tabel 6. Koefisien seret (Cw)
Sumber : SNI 1725:2016
Tabel 7. Kecepatan angin rencana (Vw)
Sumber : SNI 1725:2016
Apabila suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis merata
tambahan arah horizontal harus diterapkan pada permukaan lantai dengan
rumusan :
TEW = 0,0012 Cw (Vw)2 Ab ..................................................................... (2)
30
5. Trotoar Jembatan
Trotoar jembatan terdiri dari lantai trotoar, tiang sandaran dan pipa
pegangan. Semua komponen itu menjadi beban mati trotoar. beban hidup
untuk trotoar terdiri dari (Supriyadi & Muntohar, Jembatan, 2007),:
1) Beban vertikal sandaran sebesar 100 kg.
2) Beban horizontal sandaran sebesar 200 kg.
3) Beban vertikal trotoar sebesar 250 kg
4) Beban horizontal sebesar 500 kg
C. Desain Struktur Utama
Desain struktur utama jembatan cable stayed terdiri dari :
1. Konfigurasi Susunan Kabel
Dalam perencanaan dimensi kabel untuk jembatan cable stayed, digunakan
jenis paralel VSL 7-wire strand. Ada 2 jenis kabel parallel VSL 7-wire
strand yaitu ASTM A 416-74 grade 270 dan Euronome 138-79 dengan
spesifikasi yang tertera pada tabel 2.8 :
Tabel 8. Spesifikasi kabel VSL 7-wire strand
Jarak antar kabel untuk jembatan cable stayed mempunyai ketentuan
sebagai berikut :
1. Gelagar baja = 15 m – 25 m
31
2. Gelagar beton = 5 m – 10 m
Dimensi kabel didekati dengan persamaan berikut :
( )
............................................................................... (3)
Keterangan :
Asc = luas penampang kabel (m2)
W = beban mati dan hidup merata (kN/m)
P = beban terpusat (kN)
= jarak antar angker kabel pada gelagar (m)
Ɵ = sudut kabel terhadap horizontal
= berat jenis kabel (77,01 kN/m3)
fu = tegangan ultimit kabel (kN/m2)
a = jarak mendatar dari pylon ke angker kabel pada gelagar (m)
untuk angker kabel tersedia ukuran 7,12,19,31,37,61, dan 91 strand.
2. Gelagar Memanjang
Gelagar memanjang pada jembatan cable stayed yang paling sering
digunakan adalah gelagar berbentuk kotak (box girder). Box girder yang
sering digunakan biasanya terbuat dari baja. Berdasarkan AASHTO,
langkah untuk mendesain box girder sebagai berikut :
a. Menentukan batasan proporsi penampang.
1) Menentukan tinggi gelagar
Berdasarkan AASHTO pasal 2.5.2.6.3, rasio perbandingan tinggi
gelagar dengan panjang bentang jembatan adalah sebagai berikut :
32
Struktur atas Tinggi minimal (termasuk dek)
Material Tipe Bentang
sederhana Bentang menerus
Beton bertulang
Plat dengan
tulangan utama
pararel terhadap
arah lalu lintas
( )
( )
T-Beams 0,070.L 0,065.L
Box Beams 0,060.L 0,055.L
Pedestrian
Structure Beams 0,035.L 0,033.L
Beton prategang
Plat 0,030.L > 6,5” 0,027.L ≥ 6,5”
CIP Box Beams 0,045.L 0,040.L
I-Beams 0,045.L 0,040.L
Pedestrian
Structure Beams 0,033.L 0,030.L
Box Beams yang
berdekatan 0,030.L 0,025.L
Baja
Tinggi total I-
Beams komposit 0,040.L 0,032.L
Tinggi I-Beams
saja pada I-Beams
komposit
0,033.L 0,027.L
Rangka 0,100.L 0,100.L
Sumber : AASHTO
2) Menentukan ukuran web
Web bisa vertikal atau miring, kemiringan plat web terhadap flens
bawah tidak boleh melebihi 1 : 4. Selain itu web Box Girder harus
memenuhi syarat berikut :
Web dengan pengaku longitudinal :
.............................(4)
Web tanpa pengaku longitudinal :
................................(5)
3) Menentukan ukutan flens
Pada Box girder jenis Tub girder, flens atas yang mengalami gaya
tekan atau tarik harus memenuhi :
..........................................................................................(6)
bf ≥ D/6..........................................................................................(7)
33
b. Menghitung pembebanan pada gelagar memanjang menggunakan
pembebanan yang terdapat pada SNI 1725:2016.
Mengitung tegangan lentur pada flens atas dan bawah (fbu) = Mu / Sx..(8)
Mu = Momen ultimit (kN/m2)
Sx = Modulus elastis (m3)
c. Mengecek kapasitas gelagar pada masa konstuksi (Check
konstruksibilitas).
1) Check konstruksibilitas
Untuk flens tekan :
a) Menghitung tahanan tekuk lokal flens
f =
......................................................................................(9)
pf = √
........................................................................(10)
rf = √
........................................................................(11)
Apabila flens kompak ( f ≤ pf) :
...................................................................(12)
Apabila flens tidak kompak ( f ≥ pf) :
Menghitung Fyr = min (0,7.Fyc atau Fyw) ≥ 0,5.Fyc............(13)
[ (
) (
)] ................(14)
Keterangan :
f = Kelangsingan flens
pf = Batasan kompak flens
rf = Batasan langsing flens
34
Fnc = Tahanan lentur nominal flens tekan (kN/m2)
Fyw = Tahanan leleh web (kN/m2)
Fyc = Tahanan leleh flens daerah tekan (kN/m2)
rw = Batasan kelangsingan web tak kompak = √
.....(15)
Rb = Faktor web load-shedding
= 1 jika :
Penampang komposit pada momen positif dan web
tanpa pengaku longitudinal
Pengaku longitudinal dipasang
√
....(16)
...............................................................(17)
Jika persyaratan diatas tidak memenuhi, maka :
(
) (
) ...............(18)
Rh = Faktor hibrida
= 1 jika penampang gilas panas atau penampang homogen
atau penampang dengan tahanan baja pada web lebih
besar dari pada flens.
Jika persyaratan diatas tidak memenuhi, maka :
( )
.....................................................(19)
β = Aw / Af..........................................................................(20)
p = Fyw/Fyf..........................................................................(21)
Aw = Luas web (m2)
Af = Luas flens (m2)
35
D = Panjang web (m)
tw = Tebal web (m)
E = Modulus elastisitas baja (kN/m2)
k = Koefisien tekuk web = (
( ) )..................................(22)
Dc = Panjang web yang mengalami tekan (m)
awc =
...........................................................................(23)
bfc = Lebar flens tekan (m)
tfc = Tebal flens tekan (m)
b) Menghitung tahanan tekuk torsi lateral
√ (
) .................................................................(24)
√
..........................................................................(25)
√
........................................................................(26)
( ) ........................................................................(27)
Apabila Lb ≤ Lp, maka : Fnc = Rb.Rh,Fyc .................................(28)
Apabila Lp ≤ Lb ≤ Lr, maka :
Fnc = [ (
) (
)] ........................(29)
Apabila Lb ≥ Lr, maka : Fnc = Fcr
Keterangan :
rt = Radius girasi tekuk torsi lateral (m)
Lb = Panjang bentang tak terkekang (m)
Lp = Batasan panjang tak terkekang kompak (m)
36
Lr = Batasan panjang tak terkekang tak kompak (m)
Cb = Pengubah gradient momen (AASHTO pasal 6.10.8.2.3-6
& 6.10.8.2.3-7)
Fnc diambil dari nilai terkecil dari Fnc akibat tekuk lokal flens dan
Fnc akibat tekuk torsi lateral.
Untuk flens tarik :
Fnt = Rh.Fyt........................................................................................(30)
Keterangan :
Fnt = Tahanan nominal flens tarik (kN/m2)
Fyt = Tahanan leleh flens tarik (kN/m2)
Untuk web :
(
) ≤ Rh.Fyc dan Fyw/0,7...................................................(31)
Fcrw = Tahanan bend-buckling web (kN/m2)
Fyw = Tahanan leleh web (kN/m2)
d. Memeriksa kapasitas gelagar akibat beban layan (Keadaan masa layan)
Berdasarkan (AASHTO, 2010) pasal 6.11.4, untuk mengecek deformasi
penampang tub girder dilakukan dengan memeriksa deformasi permanen
dan deformasi elastis. Deformasi permanen dilakukan dengan cara
memeriksa tahanan tegangan yang terjadi pada flens sedangkan
deformasi elastis dilakukan dengan cara memeriksa lendutan (defleksi)
yang terjadi pada girder.
1) Deformasi elastis
37
Untuk mendapatkan nilai lendutan pada jembatan menerus, dapat
menggunakan bantuan program SAP 2000 untuk mendapatkan
lendutan maksimumnya.
2) Deformasi permanen
Tahanan nominal gelagar akibat beban layan adalah :
Akibat momen positif
Tahanan nominal flens = 0,95.Rh.Fyf..........................................(32)
Akibat momen negatif
Tahanan bend-buckling web (Fcrw) =
( ) ...............................(33)
Keterangan :
Rh = Faktor hibrida
= 1 jika penampang gilas panas atau penampang homogen atau
penampang dengan tahanan baja pada web lebih besar dari pada
flens.
Jika persyaratan diatas tidak memenuhi, maka :
( )
.................................................................(34)
Fyf = Tahanan leleh flens (kN/m2)
Es = Modulus elastisitas baja (kN/m2)
k = Koefisien tekuk web = (
( ) )...............................................(35)
D = Panjang web (m)
tw = Tebal web (m)
β = Aw / Af......................................................................................(36)
p = Fyw/Fyf.......................................................................................(37)
38
Aw = Luas web (m2)
Af = Luas flens (m2)
Fyw= Tahanan leleh web (kN/m2)
e. Memeriksa kapasitas gelagar akibat beban ultimit (Keadaan batas kuat)
Memeriksa kapasitas batas kuat girder dilakukan untuk memeriksa
tahanan lentur girder terhadap kombinasi pembebanan batas kuat.
Berdasarkan (AASHTO, 2010) pasal 6.11.6.2, langkah untuk menghitung
tahanan gelagar komposit sebagai berikut:
1) Penampang komposit pada momen positif
Cek persyaratan penampang kompak
Fyf ≤ 70 ksi...................................................................................(38)
D/tw ≤ 150....................................................................................(39)
√
........................................................................(40)
Dp ≤ 0,42 Dt ................................................................................(41)
Apabila persyaratan penampang kompak tak terpenuhi, maka :
Fnc = Rb.Rh.Fyc.............................................................................(42)
Fnt = Rh.Fyt...................................................................................(43)
Apabila persyaratan penampang kompak terpenuhi, maka :
Memeriksa apakah Dp ≤ 0,1.Dt
Apabila Dp ≤ 0,1.Dt , maka :
Mn = Mp.......................................................................................(44)
Apabila Dp > 0,1.Dt, maka
(
)......................................................... (45)
39
Memeriksa apakah gelagar merupakan bentang menerus. Apabila
termasuk bentang menerus, maka periksa juga Mn ≤ 1,3.Rh.My
Dari hasil Mn yang telah dihitung setelah persyaratan kompak
terpenuhi, maka diambil Mn yang terkecil.
Keterangan :
Fyf = Tahanan leleh flens (kN/m2)
D = Panjang web (m)
tw = Tebal web (m)
Dcp = Panjang web tekan pada daerah positif (m)
Es = Modulus elastisitas baja (kN/m2)
Fyc = Tahanan leleh flens tekan (kN/m2)
Dt = Tinggi penampang komposit (m)
Dp = Jarak sumbu netral plastis ke tepi atas plat (m)
Fnc = Tahanan nominal flens tekan (kN/m2)
Fnt = Tahanan nominal flens tekan (kN/m2)
Mn = Momen nominal (kNm)
Mp = Momen plastis (kNm)
My = Momen plastis penampang (kNm)
Langkah untuk memeriksa tahanan geser box girder :
1) Memeriksa kuat geser nominal dari penampang dan menentukan jarak
antar pengaku vertikal sesuai RSNI T-03-2005 :
Vnlama =
...................................................................................... (46)
a < [
⁄ 2 . h ................................................................................... (47)
40
kn = 5 +
( ⁄ ) .................................................................................. (48)
√
.............................................................................. (49)
( ⁄ )
.......................................................................... (50)
*
√ ( ⁄ ) + .................... (51)
Keterangan :
Vn = gaya geser nominal penampang (N)
a = jarak antar pengaku vertical (mm)
2) Merencanakan dimensi pengaku vertikal :
Is min = j.a.tw3 ................................................................................... (52)
( ) ........................................................................ (53)
( ) [
( )
√ ( ) ] ................................ (54)
bs/ts ≤ 0,56 √
................................................................................ (55)
As > As min .................................................................................... (56)
panjang pengaku vertikal = hw – ukuran las – c
4.tw ≤ c < 6.tw .................................................................................. (57)
Keterangan :
Is min = Momen inersia minimum pengaku vertikal (mm4)
= Luas minimum pengaku vertikal (mm2)
bs ;ts = Lebar dan tebal pengaku vertikal (mm)
c = Jarak sambungan las ke tepi pengaku vertical (mm)
41
3) Memeriksa interaksi geser – lentur. Interaksi geser – lentur gelagar
melintang diperiksa jika :
.................................................................... (58)
.............................................................. (59)
4) Menghitung kekuatan web terhadap gaya tumpu yang bekerja dan
merencanakan penahan gaya tumpu jika diperlukan sesuai RSNI T-03-
2005.
5) Merencanakan sambungan – sambungan yang diperlukan sesuai RSNI
T-03-2005. Lendutan yang terjadi pada gelagar melintang tidak
melebihi :
................................................................................ (60)
Keterangan :
L = panjang gelagar melintang (m)
3. Sambungan Gelagar Memanjang
Sambungan pada gelagar memanjang menggunakan baut dengan mutu
tinggi. Suatu baut yang memikul beban terfaktor (Rn), harus memenuhi
(RSNI T-03-2005) :
Rn ≤ Rn .............................................................................................. (61)
Dengan Ø = 0,75 (Sumber : RSNI T-03-2005)
Berdasarkan RSNI T-03-2005, jenis baut yang digunakan dapat dilihat pada
tabel
42
Tabel 9. Jenis baut
Diameter Nominal
baut (mm)
Gaya Tarik
Minimum (Mpa)
Ae As A0
16 95 144 157 201
20 145 225 245 314
24 210 324 353 452
30 335 519 561 706
36 490 759 817 1016
Sumber : RSNI T-03-2005
Keterangan :
Ae = Luas inti baut, diukur pada diameter lebih kecil dari benang
(mm2)
As = Luas untuk menghitung kekuatan tarik (mm2)
A0 = Luas bagian polos nominal baut berdasarkan diameter nominal
baut (mm2)
Berdasarkan RSNI-T-03-2005, langkah untuk merencanakan sambungan
baut sebagai berikut :
1) Menghitung kuat geser nominal baut (Vf)
( ) ............................................................ (62)
Keterangan :
= Kuat tarik minimum baut dari tabel 2.9 (MPa)
kr = Faktor reduksi untuk memperhitungkan panjang sambungan
lebih (Lj) yang dapat dibaut dengan ketentuan
Lj < 300 mm kr = 1
43
300 mm < Lj < 1300 mm kr = 1,075 – Lj/4000
Lj > 1300 mm kr = 0,75
nn,nx = Jumlah bidang geser melalui bagian baut
2) Meghitung kuat tarik nominal baut (Ntf)
..................................................................................... (63)
Keterangan :
As = Luas tegangan tarik baut (mm2)
fuf = Kuat tarik minimum baut (MPa)
3) Menghitung kekuatan tumpuan nominal pelat lapis (Vb)
.......................................................................... (64)
Keterangan :
df = Diameter baut (mm)
tp = Tebal pelat lapis (mm)
fup = Kekuatan tarik ultimit dari pelat lapis (MPa)
4) Dari langkah 1-3 diambil kuat nominal yang paling kecil
5) Mengecek kekuatan pelat lapis apakah sudah memenuhi lebih besar dari
gaya yang bekerja pada kondisi leleh dan fraktur. Kemudian diambil
gaya yang terbesar dari 2 kondisi tersebut.
6) Menghitung jumlah baut yang diperlukan dengan membagi gaya yang
didapat pada langkah 5 dengan langkah 4.
4. Analisis Pelat Lentur 1 Arah
Struktur pelat satu arah didefinisikan sebagai pelat yang didukung pada tepi
yang berhadapan sedemikian rupa sehingga lentur timbul hanya dalam satu
44
arah saja, yaitu pada arah tegak lurus terhadap arah dukungan tepi. Beban
bekerja pada pelat satu arah diperlakukan sebagaimana layaknya sebuah
balok persegi dengan tingginya (t) setebal pelat dan lebarnya (b) adalah satu
satuan panjang, umumnya 1 meter. Apabila diberikan beban merata, pelat
melendut membentuk kelengkungan satu arah, dan oleh karenanya timbul
momen lentur pada arah tersebut. Langkah – langkah untuk menganalisis
tulangan pelat lentur satu arah :
1. Menentukan selimut beton, diameter tulangan dan tinggi efektif balok (d)
2. Menghitung beban yang bekerja sesuai dengan SNI 1725 : 2016
3. Menghitung ρb, ρmin, dan ρmaks :
...................................................................... (65)
......................................................................................... (66)
................................................................................ (67)
Dimana β adalah :
β = 0,85 (jika f’c ≤ 30 MPa) .............................................................. (68)
β = 0,85 – 0,008.(f’c -30) (jika 30 MPa ≤ f’c ≤ 55 MPa) ................... (69)
β = 0,65 (jika f’c > 55 MPa) .............................................................. (70)
4. Menghitung momen nominal (Mn), kuat tekan nominal (Rn) dan rasio
penulangan beton :
dengan Ø = 0,8 .................................................................. (71)
........................................................................................... (72)
( √
) ......................................................... (73)
45
........................................................................................ (74)
5. Menghitung tulangan beton :
Luas tulangan utama (As) = ρ.b.d ...................................................... (75)
Jarak tulangan utama (s) =
..................................................... (76)
Luas tulangan susut (Ass) = 0,0018.b.h ............................................ (77)
Tulangan pokok lentur pelat satu arah dipasang pada arah tegak lurus
terhadap dukungan. Karena analisis dan perencanaan dilakukan untuk setiap
satuan lebar pelat, maka jumlah penulangan juga dihitung untuk setiap
satuan lebar tersebut.
5. Program SAP 2000
SAP 2000 adalah software yang dikhususkan untuk mendesain dan
menganalisis struktur. Program ini dibuat untuk memudahkan engineers
dalam mendesain struktur bangunan maupun jembatan.
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Permodelan Struktur
Struktur jembatan cable stayed yang akan didesain dan dianalisis akan
direncanakan sebagai berikut :
1. Panjang jembatan : 800 m
2. Lebar lalu lintas : 14 m
3. Lebar trotoar : 1,5 m
4. Tinggi bebas jembatan : 35 m
5. Tipe frame pylon yang digunakan : twin
6. Tatanan kabel transversal : sistem 2 bidang
7. Tatanan kabel longitudinal : fan
8. Gelagar Memanjang : Tub girder
9. Mutu gelagar memanjang : BJ-50
10. Kabel baja : VSL 7-wire strand
11. Mutu las : 490 MPa
12. Tebal pelat beton : 300 mm
13. Tebal aspal : 50 mm
14. Mutu tulangan lantai dan trotoar : BJTD-50
15. Mutu beton lantai dan trotoar : 35 MPa
47
16. Pengangan trotoar : 2 buah SGP 3”
17. Jarak antar tiang sandaran : 4 m
Bentang jembatan (Troitsky, 1988) :
L = 2 l1 + l’ + CL ........................................................................................ (78)
Keterangan :
CL = 20 meter (closure)
l1 ≥ 0,4 l’ ..................................................................................................... (79)
L = panjang bentang keseluruhan
l’ = panjang bentang dalam
l1 = panjang bentang luar
didapat :
l’ = 432 m dan l1 = 174 m
Permodelan tersebut akan didesain dan dianalisis dibantu menggunakan
program CSI SAP 2000 dan Microsoft Excel. Permodelan dapat dilihat pada
gambar 17.
48
Gambar 17. Model jembatan
49
B. Diagram Alir (Flow Chart) Penelitian
Diagram alir pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar 18.
Gambar 18. Diagram alir penelitian
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan desain dan analisis yang telah dilakukan, maka dapat dibuat
simpulan :
1. Tulangan untuk slab trotoar dengan tulangan utama D16 – 150 mm dan
tulangan susut D13 – 200 mm
2. Tulangan memanjang untuk tiang railing jembatan D13 dengan tebal tiang
railing (h) =150 mm
3. Berdasarkan beban sendiri (MS), beban mati tambahan (MA), Beban truk
(TT), Beban suhu (ET), dan Beban angin (EW) pada lantai kendaraan
dengan tebal pelat (h) = 0,3 m, pada daerah lapangan dan tumpuan
didapatkan tulangan D22 – 100 mm dan tulangan bagi D16 – 100 mm.
4. Gelagar memanjang yang digunakan adalah tub girder. Berdasarkan
pemeriksaan sebelum beton komposit (check konstruksibitas), pemeriksaan
pada masa layan (check batas layan), pemeriksaan ketika tegangan
maksimum (check batas kuat), dan pemeriksaan tahanan geser. Dimensi
gelagar memanjang aman digunakan.
5. Kabel yang digunakan adalah kabel VSL 7 – wire strand dengan ASTM
A416-74 grade 270.
80
6. Berdasarkan beban yang diterima kabel dan berat sendiri kabel, jumlah
strand kabel yang dipakai sebagai berikut :
Tabel 21. Nomor kabel dan jumlah strand
No.
Kabel
Jumlah
Strand
No.
Kabel
Jumlah
Strand
No.
Kabel
Jumlah
Strand
No.
Kabel
Jumlah
Strand
s1L 31 m1L 61 s1R 61 m1R 91
s2L 61 m2L 61 s2R 61 m2R 61
s3L 61 m3L 61 s3R 61 m3R 61
s4L 37 m4L 61 s4R 31 m4R 61
s5L 61 m5L 61 s5R 61 m5R 61
s6L 61 m6L 61 s6R 61 m6R 37
s7L 31 m7L 31 s7R 31 m7R 61
s8L 37 m8L 61 s8R 37 m8R 61
m9L 61 m9R 31
m10L 31 m10R 37
7. Gaya nominal kabel berdasarkan jumlah strand yang dipakai, mampu
menahan gaya yang diberikan ke kabel dan berat sendiri kabel.
B. Saran
Berdasarkan desain dan analisis yang telah dilakukan, dapat disarankan :
1. Dapat dilakukan penelian dengan jenis cable stayed, namun dibedakan
panjang jembatannya, susunan kabel, atau spesifikasi dari tiap komponen
jembatannya.
2. Dapat dilakukan penelitian untuk mengetahui bagaimana dimensi pylon
yang bisa digunakan untuk penelitian ini.
81
3. Apabila dilakukan penelitian bagaimana dimensi pylon yang digunakan,
maka dapat dilakukan penelitian bagaimana analisis dinamis pada jembatan
ini.
4. Dapat dilakukan penelitian mengenai bagaimana dimensi diafragma dan
rangka melintang bagian dalam, karena harus dilakukan penelitian secara 3
dimensi.
5. Dapat dilakukan penelitian yang lebih spesifik mengenai perilaku gelagar
memanjang ataupun kabel pada penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
AASHTO. (2010). AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 5th Edition.
Washington, DC: American Association of State Highway and
Transportation Officials.
Chavel, B., & Carnahan, J. (2012). Steel Bridge Design Handbook, Design
Example 4: Three-Span Continous Straight Composite Steel Tub Girder.
Washington, D.C.: Federal Highway Administration.
Podolny, W., & Scalzi, J. B. (1976). Construction and Design of Cable Stayed
Bridges. New York, USA: John Miley & Sons Inc.
Setiawan, A. (2008). Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD.
Semarang: Erlangga.
SNI 1725 : 2016 Pembebanan Untuk Jembatan. (2016). Jakarta: Badan
Standardisasi Nasional.
Supriyadi, B., & Muntohar, A. S. (2007). Jembatan. Yogyakarta: Beta Offset.
Troitsky, M. (1988). Cable Stayed Bridges Theory And Design. London: BSP
Professional Books.
top related