-
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 1
Evaluasi Kekuatan Struktur Atas Jembatan Gandong Kabupaten
Magetan Dengan Pembebanan BMS 1992
Rosyid Kholilur R 1 1 adalah Dosen Fakultas Teknik Universitas
Merdeka Madiun
Abstract
Gandong bridge located in Magetan regency. This bridge class
changed from BM 70 to BM 100. Structural bridge evaluation must be
done to know the strength. This research focused to evaluation of
beam strength based on BMS 1992. Field observation result show
quality of conrete K350 and steel BJ 37. Analysis result indicated
that plate structure was strong enough, shear stress of beam enough
but bending stress not enough. Deflection of beam more than
allowance deflection. Structural evaluation result indicated that
structure must be strengthened.
Keyword : evaluation, stress, deflection
Pendahuluan Jembatan sebagai bagian dari jalan
merupakan salah satu prasarana transportasi yang berfungsi untuk
menghubungkan suatu ruas jalan yang terputus / terhalang oleh
sungai, rawa, jurang, lembah, selat dan lain sebagainya, sehingga
dalam hal ini jembatan mempunyai peranan yang sangat penting untuk
turut menentukan kelancaran transportasi.
Jembatan Gandong berada di pusat kota Magetan yang menghubungkan
antara pusat pemerintahan, pendidikan dan perdagangan merupakan
jalur vital dan padat. Sebelah selatan sungai atau jembatan
merupakan pusat pemerintahan dan pendidikan, sedangkan sebelah
utara jembatan merupakan pusat perbelanjaan berupa pasar, pertokoan
dan Bank. Jembatan tersebut dibangun pada jaman penjajahan Belanda
kurang lebih tahun 1895, bangunan bawah menggunakan pondasi
langsung pasangan batu merah dengan tinggi pilar 20 m, dan bangunan
atas bentang 11,4+12+11,8m, lebar 3m,.menggunakan gelagar baja INP
dengan lantai kayu
Pada tahun 1975 Pemerintah Kabupaten Magetan melakukan
Rehabilitasi berupa Pelebaran dan penggantian gelagar dan lantai
kayu menjadi Komposit gelagar baja INP dan lantai beton bertulang,
panjang
jembatan tetap sedangkan lebar menjadi 2+8+2m. Beban standar
yang digunakan mengacu kepada peraturan yang berlaku pada saat itu,
yaitu BM 70.
Seiring berjalannya waktu, terjadi laju pertumbuhan pembangunan
dan ekonomi yang mengakibatkan aktivitas masyarakat meningkat dan
peningkatan pergerakan arus lalu lintas. Jumlah LHR pada ruas jalan
jembatan Gandong adalah 1.148 SMP. Peningkatan jalan dengan overlay
juga menambah beban mati yang dipikul oleh gelagar dan bangunan
bawah sehingga saat ini bangunan atas (gelagar baja) jembatan
tersebut mengalami lendutan sebesar 5 cm lebih besar dari lendutan
yang diijinkan 1/300 L = 4 cm. Kondisi demikian mendasari
Pemerintah Kabupaten Magetan untuk meningkatkan kelas Jalan dan
Jembatan sesuai peraturan yang berlaku saat ini yaitu dengan beban
standar BM 100. Oleh karena itu, perlu dilakukan evaluasi kapasitas
existing struktur atas jembatan.
Tujuan a. Mengetahui seberapa besar
kapasitas struktur atas Jembatan Gandong terhadap rencana
peningkatan kelas jalan dan jembatan.
-
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 2
b. Memberikan rekomendasi jenis perkuatan bangunan atas.
Metodologi Metode yang dilakukan untuk pembahasan studi ini
adalah sebagai berikut : 1. Mengumpulkan data yang diperlukan
antara lain : a. Data primer
Data primer diperoleh melalui pengamatan dan survey di lapangan,
data yang diperlukan adalah sebagai berikut : Panjang bentang,
lebar jembatan,
dimensi, dan jarak besi gelagar Baja
Pengukuran lendutan dan elevasi dengan pesawat waterpas
Pengujian mutu beton lantai jembatan dengan Hammer Test
Dokumentasi (foto) b. Data sekunder
Data sekunder ini merupakan data yang diperoleh dari instansi
yang terkait, dalam hal ini adalah Dinas Pekerjaan Umum Kabupaten
Magetan. Data-data yang diperlukan antara lain sebagai berikut :
Peta ruas jalan kabupaten Gambar pelaksanaan
2. Mengadakan konsultasi dengan instansi terkait (Dinas
Pekerjaan Umum Kabupaten Magetan)
3. Studi literatur 4. Melakukan analisis 5. Memberikan
kesimpulan studi dari hasil
analisis.
Perkembangan Peraturan Perencanaan Pada awal tahun 1970,
peraturan
untuk perencanaan teknik jembatan dirasa sangat kurang karena
hanya ada Peraturan Muatan Indonesia (PMI 1970) yang tidak secara
khusus diperuntukkan dalam perencanaan jembatan. Dan oleh karena
itu para perencana jembatan menggunakan peraturan dari negeri asing
seperti AASHTO, British standart, Japan Road association.
Pada tahun 1971 dikeluarkan Peraturan Beton Indonesia (PBI 1971)
untuk perencanaan gedung dan pada saat itu secara terbatas dipakai
juga untuk merencanakan konstruksi jembatan.
Pada dekade 80-an kelas beban rencana jembatan hanya dikenal
satu kelas yaitu BM 100% untuk jembatan permanen dan BM 70% untuk
jembatan semi permanen. Upaya pembuatan peraturan perencanaan
jembatan secara lengkap baru terlaksana pada tahun 1989 melalui
kerjasama dengan pemerintah Australia selama kurun waktu 3 tahun
tidak kurang dari 17 modul yang dihasilkan. Keseluruhan modul
tersebut diperuntukkan untuk mencakup semua kegiatan penanganan
jembatan mulai dari kegiatan manajemen dan operasional jembatan
termasuk juga peraturan perencanaan jembatan.
Peraturan perencanaan jembatan ini dikenal dengan Bridge
Manajemen System, BMS 1992 menggunakan pendekatan analisa kekuatan
batas (limit state)
Lebar Jembatan Sesuai Peraturan Muatan Bina Marga No. 12/1970 (
Bina Marga Loading Spec.) lebar jembatan ditentukan sebagai berikut
: a.) Untuk 1 jalur lebar jembatan Minimum : 2,75 m. Maximum : 3,75
m. b.) Untuk 1 jalur lebar jembatan Minimum : 5,50 m. Maximum :
7,50 m. c.) Lebar trotoar umumnya berkisar antara
1,00 m 1,5 m d.) Lebar kerb : 0,50 m. e.) Lebar jalan untuk lalu
lintas lambat :
2,5 m.
Kelas Jembatan Jembatan yang di desain dengan mempergunakan
pembebanan Bina Marga : Sebesar 100 % Kelas standard Sebesar 70 %
Kelas di bawah standard Sebesar 50 % Kelas standard rendah
Pembagian kelas jembatan sementara waktu ini ditetapkan sebagai
berikut ;
-
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 3
Tabel 1. Kelas Jembatan Kelas Lebar ( m ) % Pembebanan
A B C
1,00 + 7,00 + 1,00 0,50 + 6,00 + 0,50 0,50 + 3,50 + 0,50
100 % pembebanan BM 70 % pembebanan BM 70 % pembebanan BM
Pembebanan Beban yang di perhitungkan pada analisa pembebanan
dilakukan sesuai dengan kondisi jembatan. misalnya jembatan yang
berada pada alinemen lurus tidak perlu memperhitungkan gaya
sentrifugal, Beban - beban yang di perhitungkan tersebut di
kombinasikan sesuai kombinasi beban. 1). Beban Permanen.
a. Berat sendiri b. Beban mati tambahan c. Tekanan tanah
2). Beban Lalu Lintas a. Beban kendaraan rencana b. Beban lajur
D c. Beban Truk T d. Faktor beban dinamis e. Gaya rem f. Beban
pejalan kaki
3). Beban Lingkungan a. Gaya angin b. Pengaruh gempa
4). Aksi Aksi Lainya
a. Gesekan pada perletakan Penerapan beban untuk analisis
bangunan atas terdiri dari : 1. Beban permanen Berat plat lantai
kendaraan Berat lapisan aspal Berat air hujan dengan asumsi
genangan
5 cm 2. Beban Lalu - Lintas A. Beban Lajur D ( TTD )
Beban lajur D terdiri dari Uniformly Distributed Load (UDL) atau
beban tersebar merata dan Knife Edge Load ( KEL ) atau beban garis.
Beban UDL mempunyai intensitas q kPa dimana besarnya q tergantung
pada panjang total yang dibebani (L) sebagai berikut: L 30 m : q =
8 KPa L > 30 m : q = 8 ( 0.5 + 15 / L ) KPa dimana L = panjang
total UDL yang bekerja pada jembatan.
3 02 01 04
1 0
8
6UD
L (kP
a)
1 1 0P an ja n g B e n tan g ( M )
7 06 05 04 0 1 0 09 08 0
Gambar 1. Beban D UDL vs Panjang yang dibebani
Pada konstruksi jembatan menerus, UDL mungkin harus dipecah
pecah menjadi panjang panjang tertentu untuk mendapatkan pengaruh
maximum seperti gambar 1.
Dalam beban garis KEL dengan intensitas P ton harus ditempatkan
tegak lurus dari arah lalu - lintas pada jembatan, dan besarnya
intensitas P adalah 44 KN/M. Gabungan beban UDL dan KEL seperti
terlihat pada gambar 2.
-
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 4
Arah Lalu - Lintas
90
Intensitas Beban UDL (q) kPa
Intensitas Beban KEL (P) KN/m
Gambar 2. Beban Lajur D
Penyebaran Beban D Untuk mendapatkan momen dan gaya lintang yang
maximum maka beban D yang terdiri dari UDL dan KEL harus disusun
sedemikian rupa. Pada arah melintang, bila lebar jalur kendaraan
jembatan kurang atau sama dengan 5,5 m, maka beban D harus
ditempatkan pada seluruh jalur dengan intensitas 100 %. Tetapi
bila lebar jalur kendaraan jembatan lebih besar 5,5 m, beban D
harus ditempatkan pada dua lajur lalu - lintas rencana yang
berdekatan dengan intensitas 100 %. Sehingga hasilnya adalah 5,5 m
x q kPa untuk beban UDL dan 5,5 m x P KN/M untuk beban KEL.
Tambahan harus ditempatkan pada seluruh beban sisa dari jalur
dengan intensitas sebesar 50%.
Gambar 3. Penyebaran pembebanan D pada arah Melintang ( dua
dimensi)
Gambar 4. Penyebaran pembebanan D pada arah Melintang
B. Beban hidup, Beban T ( TTT ) Beban T adalah beban yang
merupakan kendaraan truk semi trailer seperti pada
-
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 5
gambar 5 yang mempunyai beban pada roda sebesar 100 KN, jarak
antar as dapat diubah ubah antara 5m 9m untuk mendapatkan
pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan.
5m - 9m
200 K N50 K N
25 K N
25 K N
125m m
125m m
200m m
200m m
500m m
500m m
200m m
200m m
100 K N
100 K N
4m2 ,75m
200 K N
200m m100 K N
100 K N
500m m
500m m200m m
2,75
0 ,5 0,51,75
Gambar 5. Beban Truk T
Pada arah melintang, Terlepas dari panjang dan susunan bentang,
hanya ada satu kendaraan truk T yang bisa ditempatkan pada satu
lajur lalu lintas rencana dan ditempatkan ditengah tengah lajur
lalu lintas rencana. Lajur lalu lintas rencana bisa ditempatkan
dimana saja pada lajur jembatan untuk mendapatkan pengaruh yang
maksimum.
Data dan Pembahasan
A. Data Primer Untuk mendapatkan data yang lebih teliti,
dilakukan pengukuran langsung ke lapangan. Jarak gelagar, dimensi
gelagar, bentang dan lebar jembatan. Lendutan dan tebal overlay
diukur menggunakan pesawat waterpas, dan mutu beton diuji dengan
hammer test. Sedangkan untuk mengetahui LHR dilakukan survey lalu
lintas.
a) survey lalin b) pengukuran lendutan
c) HamMer test b) pengukuran elevasi
Gambar 6 Pengambilan data primer
-
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 6
B. Data Skunder Data sekunder diperoleh dari kantor Dinas
Pekerjaan Umum Kabupaten Magetan berupa gambar pelaksanaan yang
dibuat pada tahun 1975, mutu besi diasumsikan berdasarkan informasi
dari Dinas terkait.
Data dan Spesifikasi Bangunan Atas Dari hasil pengumpulan data
Primer dan skunder diperoleh informasi data bahwa Konstruksi
bangunan atas Jembatan Gandong adalah komposit gelagar baja dan
lantai beton dengan spesifikasi sebagai berikut :
Konfigurasi bentang : 11,4 + 12 + 11,8 meter Lebar bangunan atas
: 2 + 8 + 2 meter Gelagar Baja : INP 45 jarak 1 metetr jumlah 11
buah Lantai : beton bertulang K 350 tebal 20 cm Tebal aspal +
overlay : 15 cm Lendutan yang terjadi : 5,1 cm Tinggi pilar : 20
meter
Analisa Kapasitas Existing Bangunan Atas (Komposit Baja dan
Beton) Menentukan Lebar Flens Efektif ( bef ) BMS pasal 6.5.7.2.
halaman 6-46. Lebar efektif dari sayap adalah harga terkecil dari
:
1/5 panjang bentang jembalan ( L ) = 2,4 m Jarak gelagar ( S ) =
1,0 m 12 x tebal plat ( ts ) = 2,4 m
Lebar efektif diambil 1,0 m
Hasil perhitungan Momen Momen akibat beban mati = 17,9 tm Momen
akibat beban UDL dan KEL = 65,76 tm Momen akibat beban roda
kendaraan = 11,627 tm (menentukan) Momen total = 129,54 tm
Gaya Lintang Gaya lintang akibat beban mati = 5,97 tm Gaya
lintang akibat beban UDL dan KEL = 15,76 tm Gaya lintang akibat
beban roda kendaraan = 24,21 tm (menentukan) Gaya lintang total =
30,18 tm
Konrol Tegangan
Gambar 7 Penampang gelagar Komposit
HY1
Y2
bef / n
b
dc
ds
tlb
bef
Lantai beton
Cg
h
Ya
Yb
ht
d
Y
Y
X X
r1 r
t
b
h
-
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 7
Tegangan lentur
Teg.Pd. Btn = MU"D" . Ya
= 94,0 < 157,5 kg/cm2
n . It
Teg.Pd Baja = MU"T" . Yb
= 5014,7 > 1600 kg/cm2
It
Tegangan Geser
DU "D" = DD"T" . Sx
= 469,24 kg/cm2 < 928 kg/cm2
d . It
Dari hasil analisis tersebut, hanya tegangan geser yang memenuhi
syarat, sedangkan tegangan lentur tidak memenuhi syarat karena
lebih besar dari tegangan ijin. Lendutan Dari pengamatan di
lapangan, lendutan yang terjadi 5 cm > Lendutan ijin 4 cm
(L/300) Lendutan yang terjadi tidak memenuhi syarat keamanan,
sehingga diperlukan perkuatan bangunan atas.
Kesimpulan Dari hasil evaluasi dan analisis kapasitas existing
struktur atas Jembatan Gandong, dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Meningkatnya arus lalu lintas dan
Overlay jalan mengakibatkan bertambahnya beban mati dan hidup
dari yang direncanakan, sehingga mengakibatkan gelagar mengalami
lendutan sebesar 5 cm melebihi lendutan ijin 4 cm. Hal tersebut
mendasari perlunya Rehabilitasi/pemeliharaan dan peningkatan kelas
jalan dan Jembatan Gandong.
2. Kombinasi beban mati ( PMS ) dan beban Truk ( TTT )
memberikan dampak yang lebih besar dari pada kombinasi beban mati (
PMS ) dan beban lalu lintas ( TTD ) pada bangunan atas.
Tegangan lentur sebesar 5.014,7 kg/cm2 > tegangan lentur ijin
1.066,67 kg/cm2
Tegangan geser 469,24 kg/cm2 < geser ijin 928 ,00 kg/cm2
Lendutan berdasarkan analisis = 14,21 cm > lendutan ijin 4
cm
Dari hasil analisis tersebut, hanya tegangan geser yang memenuhi
syarat, sedangkan tegangan lentur dan lendutan tidak memenuhi
keamanan, sehingga diperlukan perkuatan bangunan atas. Saran Untuk
menjaga keamanan pemakai Jalan dan Jembatan Gandong, terhadap
rencana peningkatan kelas jalan dan Jembatan Gandong, disarankan
sebagai berikut : Perlu pemeliharaan secara lebih intensif
terutama pengecatan gelagar baja untuk menghindari korosi.
Diperlukan perkuatan metode prategang external untuk
mengembalikan camber jembatan akibat lendutan yang terjadi dan
untuk memikul kelebihan beban bangunan atas.
Untuk menjaga kelestarian nilai-nilai sejarah, sebaiknya
jembatan tidak dibongkar, tetapi cukup dengan Rehabilitasi dengan
perkuatan.
DAFTAR PUSTAKA Departemen Pekerjaan Umum - Dirjen Bina
Marga Direktorat Bina Program Jalan, Peraturan Perencanaan
Teknik Jembatan, Bagian 2 Beban jembatan, Bridge Management System,
1992.
Departemen Pekerjaan Umum - Dirjen Bina Marga Direktorat Bina
Program Jalan, Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, Penjelasan
Bagian 2 - Beban jembatan, Bridge Management System, 1992.
Manu Iqbal Agus, Dasar Dasar Perencanaan Jembatan Beton
Bertulang, PT Mediatama Saptakarya, Jakarta, 1995.
-
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 8
Manu Iqbal Agus, Perencanaan Teknis Bangunan Atas Jembatan (
Kayu, Baja, Beton, Beton Pratekan ), PT Mediatama Saptakarya,
Jakarta, 2001.
Roosseno, Jembatan Komposit sistim Pra Kompresi, Departemen
Pekerjaan Umum - Direktorat Jendral Bina Marga, 1978.
Sunggono V., Buku Teknik Sipil , Nova, Bandung, 1995.