-
Politeknik Negeri Bandung Program Studi Teknik Perancangan
Jalan
dan Jembatan
BAB V Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 1
BAB V
JEMBATAN KOMPOSIT
Tujuan Pembelajaran Umum :
Mampu mengenal Jenis-jenis gambar Jembatan Baja Komposit dan
mengidentifikasi
bagian-bagian struktur / komponen dari masing-masing jenis
gambar
Tujuan Pembelajaran Khusus :
1. Mengidentifikasi spesifikasi dan karakteristik gambar
konstruksi jembatan baja
komposit.
2. Menganalisa data perencanaan konstruksi dan menggambarkan
sketsa pra
rencana.
3. Menggambar rencana serta detail konstruksi jembatan baja
komposit dengan
mengaplikasikan software Auto CAD.
4. Dapat mengkomunikasikan hasil pekerjaan gambar dengan tepat
dan benar.
5.1 Tinjauan Umum
Konstruksi Komposit merupakan gabungan dari 2 material yaitu
baja struktural dan
beton bertulang yang memikul beban secara kompak sesuai
porsinya. Dengan kata lain,
batang struktural yang dibentuk dari 2 atau lebih material
disebut komposit. Pada
bangunan jembatan material komposit umumnya berupa baja
struktural dan beton
bertulang yang biasanya dipakai pada elemen balok. Konstruksi
jembatan komposit ini
bukan saja untuk bentang pendek maupun menengah, Jembatan
bentang panjangpun
terdapat kopomen komposit seperti berikut ini :
5.1.1 Jembatan Gantung
Jembatan gantung adalah sistem struktur jembatan yang
menggunakan kabel sebagai
pemikul utama beban lalu lintas diatasnya, pada sistem ini
kabelutama (main cable)
memikul beberapa kabel gantung (suspension cables)
yangmenghubungkan antara
kabel utama dengan gelagar jembatan.Kabel utamadihubungkan pada
kedua tower
jembatan dan memanjang disepanjang jembatanyang berakhir pada
pengangkeran
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 2
pada kedua ujung jembatan untuk menahanpergerakan vertikal dan
horisontal akibat
beban-beban yang bekerja.
Gambar 5.1, Jembatan Akashi, Jepang
Tipe ini sering digunakan untuk jembatan bentang panjang.
Jembatan gantung terdiri
atas pelengkung penggantung dan batang penggantung (hanger) dari
kabel baja, dan
bagian yang lurus berfungsi mendukung lalulintas (dek
jembatan)
Gambar 5.2, Alat sambung kabel gantung ke kabel utama.
Berikut ini contoh gambar jembatan gantung standar Bina Marga
yang
diperuntukan bagi kendaraan kelas B dengan spesifikasi sebagai
berikut:
1. Panjang bentang (L1) : 30-120 meter
2. Lebar lantai kendaraan : 6,0 meter
3. Lebar trotoar : 0,5 meter + 0,5 meter
4. Sandaran : 0,25 meter + 0,25 meter
5. Total lebar Jembatan : 7,5 meter
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 3
Gambar 5.3, Denah Jembatan Gantung
Gambar 5.4, Tampak dan potongan memanjang
Gambar 5.5, Potongan melintang
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 4
5.1.2 Jembatan Cable Stayed
Jembatan cable-stayed adalah struktur yang mempunyai sederetan
kabel linear dan
memikul elemen horisontal kaku (misalnya balok atau rangka
batang). Pada umumnya
jembatan cable stayed menggunakan gelagar baja, rangka, beton
atau beton pratekan
sebagai gelagar utama (Zarkasi dan Rosliansjah, 1995). Pemilihan
bahan gelagar
tergantung pada ketersediaan bahan, metode pelaksanaan dan
harga
konstruksi.Penilaian parameter tersebut tidak hanya tergantung
pada perhitungan
semata melainkan masalah ekonomi dan estetika.
Pada dasarnya komponen utama jembatan cable stayed terdiri atas
gelagar, menara
atau pylon, dan sistem kabel spserti penjelasan berikut ini
:
1. Gelagar
Bentuk gelagar jembatan cable stayed sangat bervariasi namun
yang paling sering
digunakan ada dua yaitu stiffening truss dan solid web (Podolny
and Scalzi, 1976).
Stiffening truss digunakan untuk strukturbaja dan solid web
digunakan untuk
struktur baja atau beton baik beton bertulang maupun beton
prategang. Pada
awal perkembangan jembatan cable-stayed modern, stiffening truss
banyak
digunakan tetapi sekarang sudah mulai ditinggalkan dan jarang
digunakan
dalam desain karena mempunyai kekurangan, salah satunya
adalah
membutuhkan pabrikasi yang besar, perawatan yang relatif sulit,
dan kurang
menarik dari segi estetika.
Gambar 5.6, Stiffening truss
Gambar 5.7, Solid web
Gelagar yang tersusundari solid web yang terbuat dari baja atau
beton cenderung
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 5
terdiri dari dua tipe,yaitu:
a. Gelaga pelat(plategirder),dapat terdiri atas dua atau banyak
gelagar,
b. Gelagar box ( box girder), dapat terdiri atas satu atau
susunan box yang dapat
berbentuk persegi panjang atau trapesium.
2. Menara
Pemilihan menara sangat dipengaruhi oleh konfigurasi kabel,
estetika dan kebutuhan
perencanaan serta pertimbangan biaya. Bentuk-bentuk menara dapat
berupa rangka
portal tropezoidal, menara kembar, menara A, atau menara
tunggal. Selain bentuk
menara yang telah disebutkan, masih banyak bentuk bentuk menara
lain namun jarang
digunakan seperti menara Y, menara V, dan lain sebagainya
3. Sistem kabel
Sistem kabel merupakan salah satu hal mendasar dalam perencanaan
jembatan cable
stayed. Kabel digunakan untuk menopang gelagar di antara dua
tumpuan dan
memindahkan beban tersebut ke menara. Pemilihan tatanan kabel
didasarkan atas
berbagai hal karena akan memberikan pengaruh yang berlainan
terhadap perilaku
struktur terutama pada bentuk menara dan penampang gelagar.
Selain itu akan
berpengaruh pula pada metode pelaksanaan, biaya dan arsitektur
jembatan.
Tatanan kabel transversal terhadap arah sumbu longitudinal
jembatan dapat dibuat satu
atau dua bidang dan biasanya ditempatkan secara simetri.
a. Sistem Satu Bidang
Pada sistem satu bidang kabel ditempatkan ditengah-tengah dek
dan membatasi dua
arah jalur lalulintas.Dari segi estetikaterlihat penampilan
struktur yang indah karena
tidak terjadi kabel bersilangan yang terlihat oleh
pandangan.Untuk jembatan
bentang panjang biasanya memerlukan menara yang tinggi
menyebabkan lebar
menara di bawah dek sangat besar.
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 6
Gambar 5.8, Jembatan Millau Viaduct, Millau, Perancis.
b. Sistem Dua Bidang
Tatanan kabel sistem dua bidang dapat berupa dua bidang vertikal
sejajar atau dua
bidang miring yang pada bagian atasnya lebih sempit. Keuntungan
sistem ini
adalah torsinya yang lebih kecil dibandingkan sistem satu
bidang.
Jembatan system kabel ini juga banyak terdapat di Indonesia
seperti terlihat pada
gambar 5.9.
Gambar 5.9, Jembatan Barelang, Batam.
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 7
5.2 Balok Jembatan Komposit
Balok komposit dapat direncanakan dalam beberapa bentuk, pada
awalnya berupa
balok yang diselimuti beton (gambar 5.10). Alternatif praktis
ketika keperluan utama
suatu struktur dimaksudkan untuk perlindungan baja dari api.
Baja stuktural diselimuti
beton sedemikian rupa sehingga secara rasional beton
dioptimalkan untuk kontribusi
kekuatan pada balok.
Gambar 5.10.Sistem Lantai Komposit
Metode yang lebih ekonomis, dan material yang lebih ringan dan
untuk perlindungan
tahan api banyak tersedia di pasaran, sehingga komposit tipe ini
baja diselimuti beton
jarang dipakai lagi. Sebagai bentuk lain adalah perilaku
komposit dicapai dengan
sambungan atau konektor antara balok baja dengan pelat beton
bertulang pada bagian
atasnya yang menjadi satu kesatuan elemen. Bagian dari pelat
bekerja bersama dengan
setiap balok baja untuk membentuk balok komposit yang terdiri
dari the rolled shape
dengan sayap beton di bagian atas baja (Gambar 5.11).
Gambar 5.11, Baja Struktur dan Pelat Lantai Beton
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 8
Penyatuan perilaku komposit dimungkinkan hanya jika slippage
(geseran) horizontal
antara dua material (baja dan beton) tidak terjadi/bisa
ditahan.Untuk menahan geseran
horizontal antar permukaan ini diatasi/dipasang sebuah komponen
penghubung atau
penyambung yang disebut sebagai shear connectors. Tipe shear
connectors ini bisa
berbentuk headed studs, spiral reinforced steels, or short
lengths of small channel
shapes, yang dihubungkan dengan las sedemikian memiliki
penjangkaran antara baja
dan beton. (lihat Gambar 5.12). Headed studs paling popular dan
banyak dipakai
dilapangan.Pada tampang melintang lokasi profil baja boleh
dipasang lebih dari satu
headed studs tergantung dari lebar sayap memadai atau tidak.
Jumlah headed studs
tergantung pada jarak yang diijinkan (sesuai dengan hasil
perencanaan). Pemasangan
headed studs lebih mudah, sehingga banyak dipakai pada
konstruksi jembatan
komposit baja dan beton.
Gambar 5.12, Penghubung Geser (shear connectors)
Jumlah shear connectors disyaratkan untuk meyakinkan bahwa suatu
balok benar-
benar komposit penuh. Jumlah konektor sedikit lebih kecil dari
jumlah pasti sehingga
akan slippage kecil masih dibolehkan terjadi antara baja dan
beton. Balok dalam
keadaan ini disebut balok komposit sebagian (partially composite
beam).
Konstruksi komposit umumnya pada gedung menggunakan formed steel
deck (tanpa
bekesting perancah) yang melayani sebagai lantai kerja
(formwork) untuk pelat beton
dan formed steel deck ditinggalkan (tidak dilepas) setelah beton
mengeras (28 hari).
Metal deckini juga berkontribusi pada kekuatan pada pelat
lantai, pada perancangan hal
ini tidak akan diperhitungkan. Deck ini dapat digunakan dengan
tujuan sebagai rusuk
(ribs) yang bekerja secara transversal atau parallel balok. Pada
sistem lantai yang
umum, ribs dipasang tegak lurus terhadap balok lantai dan
paralel untuk menopang
girder. Shears studs dilaskan pada balok dari atas sampai ke
deck. Karena studs dapat
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 9
dipasang hanya pada ribs, spasi pada sepanjang studs batang
balok dibatasi pada
perkalian jumlah spasi ribs. Bentuk pemasangan steel deck dengan
ribs tegak lurus
pada sumbu arah melintang dan memanjang balok terlihat pada
gambar 5.13 a, b.
(a) (b)
Gambar 5.13 (a), Penghubung geser dalam komposit dan
(b) Penghubung geser dengan dek baja
Belakangan ini umumnya jembatan jalan raya yang menggunakan
balok baja adalah
konstruksi komposit dan balok komposit sebagai alternatif yang
sebagian besar
ekonomis. Walaupun lebih kecil, lighter rolled steel beams dapat
digunakan sebagai
konstruksi komposit.
5.3 Kolom Komposit
Selain profil balok baja dan plat beton bertulang komposit,
pemakaian konstruksi
kolom kompositjuga sering ditemui dilapangan, dengan alasan;
memperkuat kolom,
dan segi estetika.Bentuk konstruksi kolom komposit bisa berupa;
pipa atau kotak
berongga yang diisi beton atau baja gilas (rolled) profil
diselubungi beton dengan
tulangan memanjang dan lateral/sengkang.Gambar 5.14
mengilustrasikan dua tipe
tersebut.
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 10
Gambar 5.14, Ilustrasi Kolom Komposit
5.4 Tahapan Penggambaran
Proses pengerjaan gambar rencana Konstruksi Jembatan Komposit
tidak berbeda jauh
dengan penggambaran jembatan rangka baja dan jemabatan beton
lainnya.
Jika ditinjau urutan elemen gambar struktur atas konstruksi
jembatan komposit bagian
bawah juga memerlukan elemen konstruksi yaitu bagian perletakan
jembatan, kepala
jembatan (cap), abutment, pier, pile cap, dan pondasi dengan
berbagai tipikal (sesuai
kebutuhan/perencanaan terpilih).
Tahapan Penggambaran sebagai berikut :
1. Pelajari konsep gambar dari prencana atau buat konsep gambar
dalam bentuk
sketsa lengkap dengan dimensi dan jenis material yang dipakai
sesuai dengan data
yang diberikan perencana.
2. Identifikasi tipikal konstruksi dan data perencanaan serta
tentukan jenis gambar
yang dibutuhkan sesuai standar yang ditetapkan.
3. Persiapkan rencana setting gambar dengan program CAD, mulai
setting format
kertas, dimensi, text style, dan layer. Nama-nana layer
dianjurkan agar disesuaikan
dengan nama elemen-elemen garis gambar dengan tujuan untuk
memudahkan
proses editing gambar.
4. Proses penggabaran dapat dilakukan terlebih dahulu dengan
menggambar situasi,
gambar denah untuk mengetahui panjang dan lebar konstruksi
tersebut.
5. Selanjutnya dengan memproyeksikan gambar denah dengan
menggunakan garis
bantu dapat di buat tampak depan, tampak samping serta potongan
memanjang
atau melintang.
6. Prose penggambaran denah maupun tampak dapat juga dengan cara
mnggambar
elemen-elemen konstruksi, seperti girder, pilar, abutmen, dan
elemen lainnya,
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 11
7. Elemen gambar dapat dirobah dalam bentuk polyline dan
disesuaikan dengan
nama layernya, lalu dilanjutkan dengan merakit elemen
tersebut
8. Sekiranya ada data gambar berupa ukuran dan atau notasi tidak
terlihat, maka
gambar tersebut dibuatkan detailnya pada bagian-bagian yang
dibutuhkan dengan
skala yang sesuai dengan standar.
9. Semua gambar dilengkapi dengan notasi/legenda, ukuran yang
diperlukan.
10. Buat daftar material seperti; daftar baja, daftar
penulangan, Bar Bending Diagram
yang merupakan kelengkapan dari Shop Drawing guna untuk
memudahkan
perkerjaan estimasi biaya dan pelaksanaan konstruksi mengerjakan
tugasnya.
11. Periksa semua kelengkapan dan kebenaran gambar setiap
lembarnya, selanjutnya
sesuaikan dengan nama atau judul gambar, urutan penomoran, skala
gambar serta
data-data yang dibutuhkan oleh gambar tersebut sesuai
fungsinya.
12. Perlu diingat Kelebihan satu langkah atau perintah dalam
memproses gambar
dengan program apapun akan butuh waktu, maka upayakan
mengguanakan
perintah-perintah AutoCAD yang paling optimal untuk
menyelesaikan pekerjaan
gambar.
5.5 Tugas Latihan Gambar Aplikasi CAD.
1. Persiapkan rencana setting gambar dengan program CAD, mulai
setting format
kertas, dimensi, style text, dan layer. Nama-nana layer
dianjurkan agar disesuaikan
dengan nama elemen-elemen garis gambar dengan tujuan untuk
memudahkan
proses editing gambar.
2. Buat gambar konstruksi jembatan komposit sesuai dengan
permintaan owner
mulai dari :
a. Denah dengan skala 1 : 100
b. Tampak Depan, skala 1 : 100
c. Tampak samping, skala 1 : 100
d. Potongan memanjang dan melintang, skala 1 : 100
e. Detail-detail sambungan rangka baja jembatan, sekala
menyesuaikan
f. Detail penulangan beton lengkap dengan Bar Bending Diagram
dan
kodefikasi serta notasi/legenda gambar sebagai kelengkapan dari
Shop
Drawing guna untuk memudahkan perkerjaan pelaksanaan
konstruksi.
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 12
3. Data tugas dibedakan tiap kelompok mahasiswa, sebagai acuan
pengerjaan dapat
diidentifikasi contoh gambar Konstruksi Jembatan Komposit pada
halaman 12
sampai halaman 16 pada akhir bab buku ini
4. Semua tugas di print diatas kertas ukuran A2
Daftar Pustaka
Pedoman no. 004-A/PU/2004.Gambar Standar Pekerjaan Jalan dan
Jembatan.
Pedoman Pemasangan Jembatan Gantung (1998), Bina Marga
Moeljono, 2009 Struktur Baja Jembatan, Bandung: Teknik
Sipil-Politeknik Negeri
RSNI T-12-2004. Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan
SNI 2833.2008 Standar Perancanaan Ketahanan Gempa untuk
Jembatan
SNI 7391-2008. Penerangan Jalan Beton Bertulang
Sumiyanto, Joko. Struktur Komposit. Yogyakarta: Universitas
Negeri Yogyakarta
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 13
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 14
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 15
-
Jembatan Komposit
Gambar Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan
5 - 16