TUGAS AKHIR – RC-090412 PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN SUMBER SARI, KUTAI BARAT, KALIMANTAN TIMUR DENGAN SISTEM BUSUR BAJA YANISFA SEPTIARSILIA NRP. 3112 040 612 PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014
12
Embed
TUGAS AKHIR RC-090412 PERENCANAAN STRUKTUR … · jembatan dan pondasi, yaitu meliputi bangunan atas jembatan, abutment, ... jembatan dan bagian-bagiannya dari hasil perhitungan dan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TUGAS AKHIR – RC-090412
PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN SUMBER SARI, KUTAI BARAT,
KALIMANTAN TIMUR DENGAN SISTEM BUSUR BAJA
YANISFA SEPTIARSILIA
NRP. 3112 040 612
PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2014
PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN SUMBER SARI, KUTAI BARAT,
KALIMANTAN TIMUR DENGAN SISTEM BUSUR BAJA
Nama Mahasiswa : Yanisfa Septiarsilia
NRP : 3112 040 612
Jurusan : D IV Teknik Sipil FTSP-ITS
Dosen Pembimbing : Ir. M. Sigit Darmawan M.Eng.Sc, Ph. D
Penyusunan proyek akhir ini menggunakan obyek Jembatan Sumber Sari, yang terletak
di Kutai Barat, Kalimantan Timur. Perencanaan dan perhitungan dibatasi pada struktur
jembatan dan pondasi, yaitu meliputi bangunan atas jembatan, abutment, dan bangunan bawah
jembatan, yaitu pondasi.
Perhitungan-perhitungan yang dilakukan dalam proyek akhir ini mengacu pada
peraturan yang ada pada SNI 03-2847-2002 tentang perhitungan struktur beton, RSNI T-02
2005, RSNI T-03-2005, BMS 1992 (BDM dan PPTJ) dan AISC-LRFD. Sedangkan analisa
struktur dipakai program SAP 2000.
Dari data yang ada, jembatan Sumber Sari memiliki bentang 82 m dengan 2 lajur
kendaraan masing-masing selebar 4 m. Kemudian dilakukan preliminary design dengan
menentukan dimensi-dimensi jembatannya.
Tahap awal perencanaan adalah perencanaan bangunan atas yang terdiri dari lantai
kendaraan dan trotoar, gelagar memanjang dan gelagar melintang, kemudian konstruksi
pemikul utama. Analisa dengan menggunakan program SAP 2000 dilakukan setelah dketahui
beban – beban yang bekerja pada konstruksi tersebut untuk mendapatkan gaya – gaya dalam
yang bekerja, khususnya untuk konstruksi pemikul utama dan konstruksi sekundernya. Setelah
gaya – gaya tersebut diketahui besarnya maka dilakukan perhitungan kontrol tegangan dan
perhitungan sambungan. Untuk struktur bangunan bawah direncanakan abutment (kepala
jembatan) dengan pondasi tiang pancang sesuai perhitungan.
Kata kunci : Busur , Jembatan Baja
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Transportasi merupakan salah
satu sarana yang digunakan oleh manusia
dalam melakukan berbagai interaksi.
Mengingat pentingnya peran sarana
transportasi dalamkehidupan manusia maka
diperlukan sarana penunjang transportasi
yang baik, diantaranya adalah jalan dan
jembatan.
Jembatan mempunyai arti yang
sangat penting dalam sistem transportasi
sebagai prasarana untuk pergerakan barang
dan jasa yang secara langsung akan
menentukan produksi barang dan jasa
tersebut. Jembatan merupakan struktur
pelengkap jalan yang keberadaannya
diperlukan untuk menghubungkan ruas
jalan yang dibatasi oleh penghalang, misal
sungai, lembah, jalan rel, dan lain-lain.
Kondisi eksisting jembatan Sumber
Sari merupakan jembatan yang dipisahkan
oleh tebing dengan bentang ± 82 m.
Dengan bentang tersebut, di bagi menjadi 3,
yaitu dengan panjang bentang 40 m dan dua
bentang tepi sepanjang 21 m. Jembatan
eksisting menggunakan Jembatan
Prategang. Jembatan tersebut dibangun
untuk menghubungkan desa Sumber Sari
dan desa Sendawar di kecamatan Barong
Tongkok, Kutai Barat, Kalimantan Timur.
1.2. RUMUSAN MASALAH
Merujuk pada latar belakang yang telah
diuraikan sebelumnya, permasalahan
yang
Dapat dikemukakan :
1. Bagaimana mendisain jembatan
dengan sistem busur baja?
2. Bagaimana menentukan preliminary
desain profil baja yang akan di
gunakan?
3. Bagaimana menentukan skema
pembebanan terhadap struktur
jembatan ?
4. Bagaimana menganalisa dan
mengontrol kestabilan struktur
jembatan?
5. Bagaimana merencanakan
sambungan baja jembatan?
6. Bagaimana merencanakan struktur
bawah jembatan agar mampu
menerima beban dari struktur
bangunan atas maupun struktur
bangunan bawah jembatan?
7. Bagaimana penggambaran teknik
jembatan dan bagian-bagiannya dari
hasil perhitungan dan desain
struktur?
1.3. BATASAN MASALAH
Lingkup bahasan dan pengerjaan
dibatasi pada :
1. Tidak merencanakan tebal
perkerasan dan design jalan pendekat
jembatan.
2. Tidak menghitung RAB (Rencana
Anggaran Biaya) jembatan.
3. Tidak merencanakan bangunan
pelengkap jembatan.
4. Tidak membahas metode
pelaksanaan.
1.4. TUJUAN
Tujuan dari penyusunan Proyek Akhir
ini adalah :
1. Mendisain jembatan dengan sistem
busur baja.
2. Menentukan preliminary desain
profil baja yang akan di gunakan.
3. Menentukan skema pembebanan
terhadap struktur jembatan.
4. Menganalisa dan mengontrol
kestabilan struktur jembatan.
5. Merencanakan sambungan baja
jembatan.
6. Merencanakan struktur bawah
jembatan agar mampu menerima
beban dari struktur bangunan atas
maupun struktur bangunan bawah
jembatan.
7. Menggambaran teknik jembatan dan
bagian-bagiannya dari hasil
perhitungan dan desain struktur.
1.5. MANFAAT Manfaat dari penyusunan Proyek Akhir
ini adalah :
1. Mendapatkan pengetahuan lebih
dalam mengenai perhitungan
jembatan.
2. Mendapatkan cara perhitungan
suatu desain jembatan busur baja.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
1.1. Uraian
Definisi jembatan adalah suatu
struktur yang menghubungkan alur
transportasi melintasi rintangan yang ada
tanpa menutupinya. Rintangan bisa
berupa sungai, jurang, ruas jalan tidak
sebidang dan lain sebagainya. Sehingga
memungkinkan kendaraan, kereta api
maupun pejalan kaki melintas dengan
lancar dan aman.
2.1. Jenis–Jenis Jembatan Busur
2.2.1. Berdasarkan Letak Lantai Kendaraan
Deck girder atau lantai jembatan termasuk
ke dalam struktur bangunan atas ( Super-
Structure ). Bagian ini yang berfungsi
langsung untuk memikul beban lalu – lintas
dan melindungi terhadap keausan. Dan
biasanya untuk jembatan lengkung baja
konstruksi deck menggunakan pelat dari
beton bertulang atau pelat baja orthotropic.
Berdasarkan letak lantai kendaraannya,
ada beberapa bentuk jenis yang umum dipakai
yaitu :
Deck Arch
Salah satu jenis jembatan busur dimana
letak lantainya menopang beban lalu –
lintas secara langsung dan berada di
bagian paling atas busur ( lihat gambar
2.3 ).
Gambar 2.1 Jembatan dengan tipe ” Deck Arch
”
Through Arch
Merupakan jenis lainnya, dimana letak
lantai kendaraan jembatan terdapat tepat
di springline busurnya ( lihat gambar
2.4 ).
Gambar 2.2 Jembatan dengan tipe “
Through Arch ”
A Half – Through Arch
Merupakan salah satu jenis jembatan
busur dimana lantai kendaraan jembatan
terletak di antara springline dan bagian
paling atas busur atau di tengah – tengah
( lihat gambar 2.5 ). Pada umumnya,
jembatan busur banyak yang
menggunakan tipe A Half – Through
dan Through Arch untuk menghindari
agar pangkal busurnya tidak terendam
oleh air.
Gambar 2.3 Jembatan dengan tipe ” A Half –
Through Arch “
Sumber : O’Connors, Design Of Bridge
Structure
2.3. DATA BAHAN
2.3.1. Beton
1) Berdasarkan Bridge Design Code
(1992) tabel 6.3 hal 6-24 didapatkan
bahwa perkerasan dan lantai jembatan
yang berhubungan dengan lalu lintas
menengah atau berat (kendaraan
mempunyai masa kotor lebih dari 3 ton),
kuat tekan karakteristik minimum untuk
beton fc’ adalah 25 Mpa. Penentuan
dimensi tebal minimum plat dengan
beton bertulang berdasar BMS 1992
pasal 5.3.2 hlm 5.4
200 ≤ D ≥ 100 + 0,04 L ( D dan L
dalam mm )
2) Tebal selimut beton
Tebal selimut beton direncanakan
berdasarkan BMS BDC (1992) Tabel
6.6 hal 6-28.
Tabel 2.1. Selimut Nominal untuk Acuan
dan Kompaksi Standar
2.3.2. Baja
Mutu tulangan yang digunakan adalah :
1) Untuk tulangan dengan D < 12 mm,
maka fsy = 240 Mpa (Grade U24),
BMS BDC (1992) tabel 6.12 hal
35.
2) Untuk tulangan dengan D 13 mm,
maka fsy = 400 Mpa (Grade U39),
BMS BDC (1992) tabel 6.12 hal
35. 3) Modulus elastisitas baja adalah
2.105 Mpa, BMS BDC (1992) pasal
6.4.2.2 hal 35.
Untuk profil baja yang digunakan
berdasarkan Tabel profil yang masih
digunakan saat ini, dimana
perhitungannya menggunakan metode
LRFD (Load Resistance and Factor
design)
. Strand baja
Untuk konstruksi penggantung
menggunakan strand dengan 3 kawat (3-
wire strand) yaitu ketiga baja mutu
tinggi disatukan dan disatukan pada tiap
ujungnya dengan angker.
2.4. Analisis Struktur Jembatan
Jembatan terdiri atas beberapa struktur
bangunan yang umumnya dibagi menjadi
bangunan atas yang berupa sandaran, pelat
lantai dan trotoar, gelagar, dan diafragma
(balok melintang, bangunan bawah yang
berupa abutment / kepala jembatan, pilar,
pondasi dan bangunan pelengkap yang terdiri
dari plat injak, wing wall.
2.5. Pembebanan
Pada perencanaan jembatan yang perlu
diperhatikan adalah beban-beban yang terjadi
pada jembatan. Beban-beban tersebut akan
mempengaruhi besarnya dimensi dari struktur
jembatan serta banyak tulangan yang
digunakan.
2.6. Perencanaan dan Analisa Struktur
Bangunan Atas 2.6.1. Rencana desain awal (Prelyminari
Design)
Merencanakan dimensi penampang
busur dan profil (tinggi, lebar
penampang).
Tinggi fokus busur :
5
1
L
f
6
1
L = Panjang jembatan
f = Tinggi busur jembatan
menentukan tinggi penggantung
berdasarkan persamaan parabolic :
)(..4
2xL
l
xfYn ,
dimana : Yn = posisi koordinat balok
busur
x = posisi koordinat
balok busur
f = tinggi busur
jembatan
L = bentang jembatan
Panjang tiap segmen elemen busur :
22 xYSn , dimana : Sn =
panjang tiap segmen elemen busur
Y = beda tinggi antar koordinat Y pada
tiap Segmen
Perencanaan awal plat lantai kendaraan :
d3 ≥ 200 mm ……….atau
d3 ≥ 100 + 40 (b1)
d4 dipakai 50 mm
b1 < S ……….Komposit
b1 = S ……….Non komposit
Gambar 2.11 Notasi Perencanaan Plat Lantai
Kendaraan
Perencanaan awal box busur :
Tinggi balok busur harus memenuhi
syarat :
0,0125.L< x < 0,014.L
Stabilitas penampang Busur :
Untuk menghidari reduksi tegangan
pada web :
)(
760
Ksifbtw
h
Untuk menghidari vertical buckling
pada web :
)(
2000
Ksifbtw
h
Untuk menghidari local buckling pada
flens :
)(
190
Ksifbtf
bf
2.6.2. Perhitungan penulangan plat
Momen plat lantai kendaraan di dapat
dari hasil Analisa menggunakan
program SAP 2000v9
2.7. Perencanaan dan Analisa Struktur
Bangunan Bawah 2.7.1. Perencanaan Perletakan, meliputi: