Mengenal Perencanaan Struktur Jembatan
Jembatan adalah suatu struktur kontruksi yang memungkinkan route transfortasi melalui sungai, danau, kali, jalan raya, jalan kereta api dan lain-lain. Jembatan adalah suatu struktur konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan seperti lembah yang dalam, alur sungai saluran irigasi dan pembuang . Jalan ini yang melintang yang tidak sebidang dan lain-lain.
Dalam perencanaan konstruksi jembatan dikenal
dua bagian yang merupakan satu kesatuan yang utuh yakni :
- Bangunan
Bawah ( Sub Struktur )
Bangunan
bawah terdiri dari pondasi,
abutmen, pilar jembatan dan lain-lain.
- Bangunan
Atas ( Super Struktur )
Bangunan
atas terdiri dari lantai kendaraan, trotoar, tiang-tiang sandaran dan gelagar.
Persyaratan Umum Jembatan
Prinsip-prinsip Umum Perencanaan
Harus
berdasarkan prosedur yang memberikan kemungkinan-kemungkinan yang dapat
diterima untuk mencapai suatu keadaan batas selama umur rencana jembatan
Keadaan batas :
a.
Keadaaan Batas Ultimit
b.
Keadaan Batas Layan
Keadaan Batas Ultimit
Adalah
aksi yang diberikan pada jembatan yang menyebab-kan sebuah jembatan menjadi
tidak aman.
Keadaan
Batas ultimit terdiri dari :
a.
Kehilangan keseimbangan
statis
b.
Kerusakan sebagian jembatan
c. Keadaan purna-elastis atau purna-tekuk dimana
satu bagian jembatan atau lebih mencapai kondisi runtuh
d. Kehancuran dari bahan fondasi yang menyebabkan
pergerakan yang berlebihan atau kehancuran bagian utama jembatan
Keadaan
Batas Layan
Keadaan
Batas Daya Layan akan tercapai jika reaksi jembatan sampai pada suatu nilai,
sehingga:
a.
Tidak layak pakai
b.
Kekhawatiran umum terhadap
keamanan
c.
Pengurangan kekuatan
d.
Pengurangan umur pelayanan
Keadaan Batas Daya Layan
Keadaan
Batas Daya Layan adalah :
a.
Perubahan bentuk
b.
Kerusakan permanen
c. Getaran
d.
Penggerusan
Umur Rencana
Umur
rencana jembatan diperkirakan 50 tahun, kecuali :
a. Jembatan
sementara ……… 20 tahun
b. Jembatan khusus ………….. 100 tahun
Persyaratan Pilar dan Kepala
Jembatan
a.
Gangguan terhadap jalannya
air terbatas/seminimal mungkin
b.
Menghindarkan tersangkutnya
benda hanyutan
c.
Memperkecil rintangan bagi
pelayaran
d.
Letak diusahakan sedapat
mungkin sejajar dengan aliran arus banjir
Ruang Bebas Vertikal
Paling
sedikit 1,0 m antara titik paling rendah bangunan atas jembatan dan tinggi muka
air banjir rencana pada keadaan batas ultimit.
Perkiraan Banjir Rencana
a. Tinggi muka air banjir sesuai
dengan debit banjir rencana
b. Untuk perhitungan gerusan,
muka air harus merupakan banjir rencana terendah sesuai banjir rencana
c. Untuk perhitungan arus balik, muka air harus
merupakan banjir tertinggi sesuai banjir rencana
Persyaratan Tahan Gempa
Pertimbangan
yang harus diperhatikan dalam perencanaan tahan gempa :
a.
Resiko gerakan-gerakan
b.
Reaksi tanah terhadap gempa
di lapangan
c.
Sifat reaksi dinamis dari
seluruh struktur
Pokok-pokok Perencanaan
Kriteria umum
a.
Kekuatan unsur struktural dan
stabilitas keseluruhan
b.
Kelayanan struktural
c.
Keawetan
d.
Kemudahan konstruksi
e.
Ekonomis dapat diterima
f.
Bentuk estetika
Tahapan
Perencanaan
Tahap 1
Kumpulkan informasi yang diperlukan untuk menjelaskan fungsi jembatan,
geometri dan beban:
a.
Lebar jembatan
dan jumlah jalur
b.
Lebar trotoir
c.
Alinyemen
jembatan
d.
Geometri sungai
e.
Karakteristik
aliran sungai
f.
Besaran-besaran
tanah
g.
Perlengkapan umum
h.
Beban jembatan
i.
Jarak bebas
vertikal dan horizontal
j.
Bangunan atas
yang tersedia
Tahap 2
Gunakan informasi yang terkumpul dalam tahap 1 untuk menentukan semua
hambatan geometrik pada struktur yang diusulkan:
a.
Alinyemen jalan
yang diusulkan
b.
Persyaratan
aliran keadaan batas
c.
Potensi gerusan
d.
Lokasi bahan
pondasi dan potensi kelongsoran tebing
e.
Lokasi dan lebar
alur utama sungai
f.
Persyaratan
konstruksi dan pelaksanaan
g. Persyaratan
pemeliharaan
h. Aksi seismic
Tahap 3
Dengan kreatifitas tentukan daftar rencana
alternatif terbaik. Dalam batas hambatan geometrik yang ditentukan dalam tahap
2, dipilih 2 atau 3 kombinasi bangunan bawah/pondasi/bangunan atas yang
memenuhi pokok perencanaan secara baik.
a.
Rancangan
Percobaan
b.
Jenis dan dimensi
bangunan atas dan bangunan bawah tipikal :
·
Bangunan atas kayu
·
Bangunan atas baja, komposit
·
Bangunan atas beton bertulang
·
Bangunan atas beton prategang
·
Bangunan
bawah tanah dengan pondasi langsung, sumuran dan tiang pancang
c. Rancangan Percobaan
Tahap 4
Laksanakan analisis perencanaan sementara untuk
alternatif terbaik dari tahap 3. Rencana-rencana sementara tersebut memberikan
dimensi yang diperlukan untuk mencapai kekuatan dan tujuan stabilitas
Tahap 5
Perkirakan biaya untuk alternatif-alternatif
tersebut. Perkiraan biaya tersebut digunakan untuk menentukan alternatif (bila
ada) yang ekonomis dapat diterima
Tahap 6
Selesaikan rencana sementara yang menghemat
biaya dan buatlah: gambar rencana, laporan perencanaan dan perkiraan biaya yang
baru.
Tahap 4, 5 dan 6 – Penentuan
Perancangan
a.
Perancangan sesuai dengan
hasil data yang dikumpulkan
b.
Membuat rancangan
alternatif-alternatif
c.
Membuat perhitungan perkiraan
biaya berdasarkan volume
d.
Pemilihan rancangan akhir
e.
Dokumen lelang
Peraturan
yang Legal dalam Perencanaan Jembatan
1. SNI 03-1725-1989, Pedoman perencanaan
pembebanan jembatan jalan raya.
2. SNI 2838:2008, Standar perencanaan ketahanan
gempa untuk jembata.
3. SNI 03-2850-1992, Tata cara pemasangan
utilitas di jalan.
4. RSNI T-02-2005, Standar pembebanan untuk
jembatan.
5. RSNI T-03-2005, Standar perencanaan struktur
baja untuk jembatan.
6. RSNI T-12-2004, Standar perencanaan struktur
beton untuk jembatan.
7. Pd-T-13-2004-B, Pedoman penempatan utilitas
pada daerah milik jalan.
8. Surat Edaran Menteri Pekerjaan Umum Nomor
12/SE/M/2010 tentang peta gempa 2010.
Bagian-bagian Konstruksi Jembatan
Konstruksi Bangunan Atas (Superstructures)
Sesuai dengan istilahnya, bangunan atas
berada pada bagian atas suatu jembatan, berfungsi menampung beban-beban
yang ditimbulkan oleh suatu lintasan orang, kendaran, dll, kemudian
menyalurkan pada bangunan bawah.
Konstruksi bangunan atas meliputi:
1. Trotoar, yaitu jalur
pejalan kaki yang umumnya sejajar dengan jalan dan lebih tinggi dari
permukaan perkerasan jalan untuk menjamin keamanan pejalan kaki yang
bersangkutan. Bagian dari trotoar meliputi:
- Sandaran dan tiang sandaran
- Peninggian Trotoar
- Konstrukti Trotoar
2. Lantai kendaraan dan lapis perkerasan
3. Balok diafragma/ikatan melintang
4. Balok gelagar
5. Ikatan pengaku (ikatan angin, ikatan rem, ikatan tumbukan
6. Perletakan (rol dan sendi)
Konstruksi Bangunan Bawah (Substructures)
Bangunan bawah pada umumnya terletak di
sebelah bawah bangunan atas. Fungsinya untuk menerima beban-beban yang
diberikan bangunan atas dan kemudian menyalurkan kepondasi, beban
tersebut selanjutnya oleh pondasi disalurkan ke tanah.
Konstruksi bangunan bawah meliputi :
- Pangkal Jembatan (abutment dan pondasi)
- Pilar (pile cap dan pondasi)
Bentuk-bentuk Jembatan
Jembatan Kerangka
Bentuk-bentuk Jembatan
Jembatan Kerangka
Merupakan jembatan yang konsepnya hampir sama dengan jembatan lengkung disebut juga sebagai truss bridge. Pembuatan jembatan kerangka yaitu dengan menyusun tiang-tiang jembatan membentuk kisi-kisi agar setiap tiang hanya menampung sebagian berat struktur jembatan tersebut. Membutuhkan biaya yang lebih murah untuk membangun jembatan jenis ini karena penggunaan bahan yang lebih efisien.
Jembatan Kayu Gelondongan
Jembatan kayu gelondongan adalah jembatan yang terjadi karena ada pohon yang tumbang dan secara kebetulan memotong suatu sungai sehingga dapat digunakan sebagai jembatan, tetapi dapat juga dengan sengaja direncanakan membangun jembatan yang terbuat dari kaya gelondongan. Bahan kayu gelondongan yang bisanya digunakan berupa: kayu bulat dari batang kayu yang lurus, batang kelapa, batang pinang, dan bambu. Batang kelapa banyak digunakan didaerah pedesaan karena mudahnya memperoleh bahan pohon kelapa, kekuatan yang besar, relatif lurus, dan bisa mencapai panjang 30 meter. Batang kelapa juga digunakan sebagai bahan untuk membangun jembatan darurat bila jembatan yang ada mengalami kerusakan. Jembatan kayu gelondongan ini hanya sesuai untuk jembatan dengan bentangan yang pendek. Sedang jembatan bambu biasanya digunakan untuk jembatan kecil, dan untuk bentang yang pendek, namun untuk meningkatkan kekuatan dapat dibuat dengan mengadopsi struktur rangka baja.
Jembatan Busur
Bentuk-bentuk Jembatan Busur
Merupakan jembatan yang sudah dikenal zaman romawi yang dibangun dengan susunan batu yang diatur sedemikian sehinga beban lalu lintas maupun jembatan itu sendiri yang dipikul pada jembatan didistribusikan dengan baik pada kedua sisi abatemen jembatan, untuk jembatan yang panjang digunakan lebih dari dua busur. Konsep ini kemudian dikembangkan pada pembangunan jembatan modern dengan menggunakan rangka baja ataupun dari beton. Jembatan seperti ini banyak digunakan di Indonesia, baik pada jembatan jalan, maupun pada jembatan kereta api.
Jembatan Balok
Tekanan dan tarikan yang bekerja pada jembatan balok
Merupakan jembatan yang paling sederhana kalau ditinjau dari bentuk struktural karena didukung oleh penyangga/ubutment awal dan akhir dari dek jembatan, disebut juga sebagai beam bridge. Konsep ini pada awalnya dikembangkan dua batang pohon (terbasuk batang kelapa) yang dipasangin lantai. yang kemudian dikembangkan dengan menggunakan balok beton pracetak ataupun menggunakan girder baja profil ataupun kotak (box girder). Beban yang bekerja pada jembatan bolok ini mengakibatkan permukaan atas balok yang didorong ke bawah atau dikompresi sedangkan pada bagian bawah ditarik sehingga mengakibatkan lendutan ditengan jembatan. Atas dasar inilah serta sifat-sifat material yang akan digunakan dilakukan perhitungan/desain dari jembatan yang akan dibangun.
Balok yang digunakan untuk pembangunan jembatan seperti ini dapat berupa:
- Baja profil I, L atau H
- Baja Box Girder
- Pipa Baja
- Beton pratekan
Jembatan Gantung
Jembatan gantung atau dikenal sebagai Suspension Bridge merupakan digantungkan dengan menggunakan tali untuk jembatan gantung yang sangat sederhana dan kabel baja pada jembatan gantung besar. Pada jembatan gantung modern, kabel menggantung dari menara jembatan kemudian melekat pada caisson (alat berbentuk peti terbalik yang digunakan untuk menambatkan kabel di dalam air) atau cofferdam (ruangan di air yang dikeringkan untuk pembangunan dasar jembatan). Caisson atau cofferdam akan ditanamkan jauh ke dalam lantai danau atau sungai. Jembatan gantung terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan Akashi Kaikyo di Jepang. Jembatan ini memiliki panjang 12.826 kaki (3.909 m).
Jembatan Kabel Penahan
Seperti jembatan gantung, jembatan ini ditahan oleh kabel disebut juga sebagai Cable-Stayed Bridge. Bedanya, selain jumlah kabel yang dibutuhkan lebih sedikit, jembatan ini memiliki menara penahan kabel yang lebih pendek daripada jembatan gantung. Jembatan kabel-penahan terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan Sutong yang melintasi Sungai Yangtze di China. Salah satu contoh jembatan kabel penahan di Indonesia yaitu Jembatan Tenggarong yang runtuh pada bulan Nopember 2011 diakibatkan kesalah prosedur pada saat melakukan perawatan.
Jembatan Nasional Suramadu adalah jembatan yang melintasi Selat Madura, menghubungkan Pulau Jawa (di Surabaya) dan Pulau Madura (di Bangkalan, tepatnya timur Kamal), Indonesia. Dengan panjang 5.438 m, jembatan ini merupakan jembatan terpanjang di Indonesia saat ini. Jembatan Suramadu terdiri dari tiga bagian yaitu jalan layang (causeway), jembatan penghubung (approach bridge) yang merupakan jembatan bentang, dan jembatan utama (main bridge) yang merupakan jembatan kabel penahan.
Jembatan Penyangga
Jembatan penyangga atau dikenal sebagai cantilever bridge merupakan jembatan balok disangga oleh tiang penopang dikedua pangkalnya, maka jembatan penyangga hanya ditopang di salah satu pangkalnya. Jembatan penyangga biasanya digunakan untuk mengatasi masalah pembuatan jembatan apabila keadaan tidak memungkinkan untuk menahan beban jembatan dari bawah sewaktu proses pembuatan. Kelebihan jembatan jenis ini adalah tidak mudah bergoyang. Tidak heran mengapa banyak jembatan rel kereta api menggunakan jenis ini.
Beban yang Bekerja dalam Perencanaan Struktur Jembatan
Secara umum beban – beban yang dihitung dalam merencanakan jembatan dibagi atas
dua yaitu beban primer dan beban sekunder. Beban primer adalah beban utama dalam perhitungan tegangan untuk setipa
perencanaan jembatan, sedangkan beban sekunder adalah beban sementara yang
mengakibatkan tegangan – tegangan yang relatif kecil daripada tegangan akibat
beban primer dan biasanya tergantung dari bentang, bahan, sistem kontruksi,
tipe jembatan dan keadaan setempat.
Beban primer jembatan mencakup beban mati, beban hidup dan beban kejut. Sedangkan Beban Sekunder terdiri dari beban angin, gaya rem, dan gaya akibat perbedaan suhu.
Beban primer jembatan mencakup beban mati, beban hidup dan beban kejut. Sedangkan Beban Sekunder terdiri dari beban angin, gaya rem, dan gaya akibat perbedaan suhu.
1. Beban Primer
a. Beban Mati
Beban mati adalah semua muatan yang berasal dari berat sendiri jembatan atau
bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan tetap yang
dianggap mrupakan satu satuan dengan jembatan (Sumantri, 1989:63). Dalam
menentukan besarnya muatan mati harus dipergunakan nilai berat volume untuk
bahan-bahan bangunan. Contoh beban mati pada jembatan: berat beton, berat
aspal, berat baja, berat pasangan bata, berat plesteran, dll.
b. Beban Hidup
Yang termasuk dengan beban hidup adalah beban yang berasal dari berat
kendaraan-kendaraan bergerak lalu lintas dan/atau pejalan kaki yang dianggap
bekerja pada jembatan. Berdasarkan PPPJJR-1987, halaman 5-7, beban hidup yang
ditinjau terdiri dari :
i. Beban Pedestrian / Pejalan Kaki (Tp)
Jembatan jalan raya direncanakan mampu memikul beban hidup merata pada trotoar yang besarnya tergantung pada luas bidang trotoar yang didukungnya.
i. Beban Pedestrian / Pejalan Kaki (Tp)
Jembatan jalan raya direncanakan mampu memikul beban hidup merata pada trotoar yang besarnya tergantung pada luas bidang trotoar yang didukungnya.
A = luas bidang trotoar yang dibebani pejalan kaki (m 2) Beban hidup merata q :
Untuk
A <= 10 m2 : q = 5 kPa
Untuk 10 m2 < A <= 100 m2 : q = 5 – 0.033 * ( A – 10 ) kPa
Untuk A > 100 m 2 : q = 2 kPa
A <= 10 m2 : q = 5 kPa
Untuk 10 m2 < A <= 100 m2 : q = 5 – 0.033 * ( A – 10 ) kPa
Untuk A > 100 m 2 : q = 2 kPa
ii. Beban
Jalur lalu lintas “D” (TD) Beban kendaraan yg berupa beban lajur “D” terdiri
dari beban terbagi merata ( Uniformly Distributed Load ), UDL dan beban garis
(Knife Edge Load ), KEL seperti pada Gambar 1. UDL mempunyai intensitas q (kPa)
yang besarnya tergantung pada panjang total L yang dibebani lalu-lintas seperti
Gambar 2 atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : q = 8.0 kPa untuk L ≤
30 m q = 8.0 *( 0.5 + 15 / L ) kPa untuk L > 30 m.
c. Beban Kejut
Menurut Anonim (1987:10) beban kejut diperhitungkan pengaruh getarangetaran
dari pengaruh dinamis lainnya., tegangan-tegangan akibat beban garis (P) harus
dikalikan dengan koefisien kejut. Sedangkan beban terbagi rata (q) dan beban
terpusat (T) tidak dikalikan dengan koefisien kejut. Besarnya koefisien kejut
ditentukan dengan rumus: 2. k = 1 + ((20 / (50+L))
2. Beban Sekunder
a. Beban Gaya Rem (TB)
Pengaruh pengereman dari lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah
memanjang dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya
rem arah memanjang jembatan Gaya rem, TTB = 250 kN untuk Lt <= 80 m Gaya rem,
TTB = 250 + 2.5*(Lt – 80) kN untuk 80 < Lt < 180 m
Gaya rem, TTB = 500 kN untuk Lt <=180 m.
Gaya rem, TTB = 500 kN untuk Lt <=180 m.
b. Gaya Akibat Perbedaan Suhu (ET)
Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat
pengaruh temperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari
selisih antara temperatur maksimum dan temperatur minimum rata-rata pada lantai
jembatan. Temperatur maksimum rata-rata Tmax = 40 °C Temperatur minimum
rata-rata Tmin = 15 °C
c. Beban Gempa (EQ)
i. Beban Gempa Statik Ekivalen Beban gempa rencana dihitung dengan rumus :
Kh = C * S
TEQ = Gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN) Kh = Koefisien beban gempa horisontal I = Faktor kepentingan Wt = Berat total jembatan yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan kN = PMS + PMA C = Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah S = Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi gempa (daktilitas) dari struktur jembatan. Waktu getar struktur dihitung dengan rumus : g = percepatan grafitasi (= 9.8 m/det 2) KP = kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yg diperlukan untuk menimbulkan satu satuan lendutan (kN/m) WTP = PMS (str atas) + 1/2*PMS (str bawah) TEQ = Kh * I * Wt
T = 2 * p * √ [ WTP / ( g * KP )]
Kh = C * S
TEQ = Gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN) Kh = Koefisien beban gempa horisontal I = Faktor kepentingan Wt = Berat total jembatan yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan kN = PMS + PMA C = Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah S = Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi gempa (daktilitas) dari struktur jembatan. Waktu getar struktur dihitung dengan rumus : g = percepatan grafitasi (= 9.8 m/det 2) KP = kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yg diperlukan untuk menimbulkan satu satuan lendutan (kN/m) WTP = PMS (str atas) + 1/2*PMS (str bawah) TEQ = Kh * I * Wt
T = 2 * p * √ [ WTP / ( g * KP )]
d. Beban Angin (EW)
i. Angin Yang Meniup Bidang Samping Jembatan Gaya akibat angin yang meniup
bidang samping jembatan dihitung dengan rumus : TEW1 = 0.0006*Cw*(Vw)2*Ab kN Cw
= koefisien seret Cw = 1,25 Vw = Kecepatan angin rencana (m/det) Vw = 35,00
m/det Ab = luas bidang samping jembatan (m2) ii. Angin Yang Meniup Kendaraan
Gaya angin tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat beban
angin yang meniup kendaraan di atas lantai jembatan dihitung dengan rumus :
TEW2 = 0.0012*Cw*(Vw)2 * L / 2 dengan, Cw = 1,20
RETRIPA NINEPAN SIREGAR
16316227
3TA05
I KADEK BAGUS WIDANA PUTRA
Komentar
Posting Komentar