4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
BAB IV ANALISIS DATA PERANCANGAN DAN ANALISIS DOKUMENTASI STRUKTUR JEMBATAN ATAS PIPA
Pada analisis perancangan struktur jembatan atas preliminary desain ini dimaksud adalah perancangan berupa data perhitungan dan data dokumentasi pelaksanaan konstruksi pada struktur jembatan atas dan tiang penyangga pipa untuk menjadi bahan perbandingan teori dengan dilapangan dimana letak kesalahan deformasi konstruksi jembatan atas dan tiang penyangga pipa ini, secara baik dan betul yang akan disajikan dalam bab ini.
4.1 Preliminary desain 4.1.1 Data Struktur Jembatan Rangka Baja Data Jembatan Rangka Baja
:
Mutu Baja
= BJ 37
Bentangan Jembatan
= 55.5 M
Bentangan Pipa 16”
= 55.5 M
Berat Pipa 16”
= 49.9 x 55.5 m
Diameter Pipa
= 16”
Tegangan izin ( σ )
= 1600 kg/cm
UNIVERSITAS MERCU BUANA
2
-79-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
Gambar 4.1 Struktur Jembatan Atas Pipa Lapangan
UNIVERSITAS MERCU BUANA
-80-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
Spesifikasi
TUGAS AKHIR Bab IV
:
Profil Baja Atas
=2L8X8X1
Propil Baja Diagonal
= 2 L 6 x 6 x 7/8 – 3/8
Profil Baja Bawah
= W 30 x 108
Bentang
= 55.5 m
4.2.1 Bahan Spesifikasi Jembatan 4.2.1.1
Data Fisik Jembatan
•
Jenis jembatan adalah struktur rangka baja
•
Bentang total jembatan
= 55.5 m
•
Lebar jembatan
= 1.7 m
•
Jumlah jalur
= 1 jalur
Gambar 4.2 Tampak Samping Struktur Jembatan Rangka Baja UNIVERSITAS MERCU BUANA
-81-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
Gambar 4.3 Perletakan Pipa diatas Jembatan Rangka Baja
4.3 Analisis Data Perancangan Struktur Jembatan Atas Pipa. Gelagar
memanjang
dan
melintang
merupakan
komponen
yang
menyusun struktur sebuah jembatan. Analisa dilakukan untuk memasukan bahwa gelagar masih mampu untuk menerima beban - beban pipa gas ∅ 16" yang bekerja pada jalur struktur jembatan rangka. Pada tahap ini ada beberapa perhitungan pembebanan dan analisa : 4.3.1 Beban mati (asumsi) •
Berat sendiri Struktur Jembatan Rangka Baja
•
Coating pipa 3 mm
•
Plat Rangka baja
4.3.2 Beban hidup •
Beban suhu
•
Beban gempa
•
Beban angin
UNIVERSITAS MERCU BUANA
-82-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
4.3.3 Perencanaan rangka baja eksternal Baja yang digunakan pada jembatan rangka baja harus dibuat dari material mutu tinggi dengan kuat tarik minimum 1800 N/mm2, dan diperhitungkan dengan baik pada kondisi batas layan (PBL) maupun kondisi batas ultimit, tegangan tarik dalam rangka baja tidak boleh melebihi 0,45 Fpu berdasarkan batas Iayan ( PBL).
Gambar 4.4 Bentuk Perancangan Struktur Jembatan Atas Pipa Lapangan
4.3.4
Perhitungan Ulang Struktur Jembatan Atas Pipa
Penampang Propetis Inertia (cm4) Ix Iy
Modulus Sectional (cm3) Zx Zy
38
350
350
48.80
36.7
46.78
7210
508
29.8
38
350
12.76
16.254
12.76
No
Profile
Weight (Kg/m)
A (cm2)
1
H1 : Double L 2L 100 x 100 x 10 H2 : BEAM W 300x150x6.5x13 B1 : Double L 2L 100 x 100 x 10 B2 : Double L 2L 70 x 70 x 6 B3 : Double L 2L 70 x 70 x 6 B4 : Double L 2L 70 x 70 x 6 B5 : Double L 2L 100 x 100 x 10 B6 : Double L 2L 100 x 100 x 10
29.8
2 3 4 5 6 7 8
Length (m)
Qty (ea)
48.80
55.5
2
481.00
67.7
55.5
2
350
48.80
48.80
3.421
40
74.2
74.2
14.66
14.66
2
42
16.254
74.2
74.2
14.66
14.66
3.254
20
12.76
16.254
74.2
74.2
14.66
14.66
1.7
21
29.8
38
350
350
48.80
48.80
3.254
20
29.8
38
350
350
48.80
48.80
1.7
21
UNIVERSITAS MERCU BUANA
-83-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
Beban Struktur Jembatan Beban Struktur Jembatan Tampak Depan (Qp) Beban Mati (Qpd) H1 H2 B1 B2 B3 B4 B5 B6
= = = = = = = =
Wpd
=
Qpd
=
length x weight x quantity = length x weight x quantity = length x weight x quantity = length x weight x quantity = length x weight x quantity = length x weight x quantity = length x weight x quantity = length x weight x quantity =
3307.8 4073.7 4077.83 1071.84 830.421 455.532 1939.38 1063.86
Kg Kg Kg Kg Kg Kg Kg Kg
16820.4 Kg Wpd / bridge length=
303.07 Kg/m
Layanan Beban (Qps) Pipa D 16" = Water (for hydrotest) =
3,14 x (r out - r in)2 x pipe density x pipe length= 3,14 x r in2 x water density x pipe length =
7265.994 Kg 7195.65 Kg
=
14461.64 Kg
=
260.5702 Kg/m
Wps Qps Beban Hidup (Qpl) Wpl
=
Wps / pipe length
(wind load as per ASCE 7-02 and quake load as per IBC 2003) =
200 Kg
Beban Struktur Jembatan Tampak Depan (Ql) Beban Mati (Qld) Qld
=
29.8 Kg/m
Layanan Beban (Qls) Pipa D 16" = Water (for hydrotest) =
3,14 x (r out - r in)2 x pipe density x length each = support 3,14 x r in2 x water density x length each support =
Wls Qls Beban Hidup (Qll) Wll
=
Wls / length each support
=
1420.107 Kg
=
260.5702 Kg/m
(wind load as per ASCE 7-02 and quake load as per IBC 2003) =
UNIVERSITAS MERCU BUANA
200 Kg
-84-
713.5075 Kg 706.5999 Kg
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
MOMENT DAN PERHITUNGAN BEBAN TRANSVERSAL Moment Dan Perhitungan Gaya/Beban Transversal Moment Tampak Depan (Mp) & Beban Transversal Tampak Depan VIEW (Fp) Beban Mati Mpd Fpd
= =
1/8 x Qpd x sq length 1/2 x Qpd x length
= =
116691 Kgm 8410.18 Kg
= = =
14661.6 Kg 203430 Kgm 7330.82 Kg
= =
10.7653 Kgm 25.33 Kg
= = =
1620.11 Kg 688.546 Kgm 810.054 Kg
Layanan Beban Dan Beban Mati Wpsl Mpsl Fpsl
= = =
Wps + Wpl 1/4 x Wpsl x length 1/2 x Wpsl
Moment Tampak Depan (Ml) & Beban Transversal Tampak Depan (Fl)
Beban Mati Mld Fld
= =
1/8 x Qld x sq length 1/2 x Qld x length
Layanan Beban Dana Beban Mati Wlsl Mlsl Flsl
= = =
Wls + Wll 1/4 x Wlsl x length 1/2 x Wlsl
Perhitungan Tegangan Propile Tampak Depan (sp) Mpd Mpsl
= =
116691.3 Kgm 203430.3 Kgm
Mp tot
=
320121.6 Kgm
sp
= =
UNIVERSITAS MERCU BUANA
Mp tot / Zx tot 3327668 Kg/sq m <
-85-
sp (mean) = 26365103.2 Kg/sq m OK refer to AISC Inc. Manual of Steel Construction, Appendix A Table 1 with safety factor 0,75
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
Untuk Tampak Samping (sl) Mld Mlsl
= =
10.76525 Kgm 688.5456 Kgm
Mldsl
=
699.3109 Kgm
sl
= =
Ml tot / Zx tot 14330141 Kg/sq m
<
sl (mean) = 18982872 Kg/sq m OK refer to AISC Inc. Manual of Steel Construction, Appendix A Table 1
Rangka Diagonal (sb) B1 : 2L 4 x 4 x 3/8 From Maximum Transversal ForceF:max Length A = Length /=Ix sb = x (Fmax = / A)
= = =
7330.822 Kg 3.421 m 38 cm2
0.977429
= 1,00 (max)
1929164 Kg/sq m
<
sb (mean) =18982872 Kg/sq m OK refer to AISC Inc. Manual of Steel Construction, Appendix A Table 1
Perhitungan Lendutan
Where : - Qtot = Qpd + Qps + = Qld = - P = - L = - E = - Ix (2 beam) =
I
=
593.4399 Kg/m 5.934399 Kg/cm 200 Kg 55.5 m = 2,10 x 10E7 Kg/cm2 14420 cm4
12.31431 cm
UNIVERSITAS MERCU BUANA
< <
-86-
5550 cm
length / 360(limit live load deflection) 15.41667 cm OK
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
4.3.5 METODE PELAKSANAAN KONSTRUKSI SESUAI DILAPANGAN
UNIVERSITAS MERCU BUANA
-87-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
UNIVERSITAS MERCU BUANA
TUGAS AKHIR Bab IV
-88-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
4.3.6 ILUSTRASI METODE PELAKSANAAN KONSTRUKSI SESUAI DILAPANGAN
1. Jembatan Rangka Baja yang yelah di fabrikasi didatangkan ke lokasi dengan pengangkutan menggunakan tronton,dengan 2 ( dua ) Crane yang sudah disiapkan tempat lokasi. 2. Jembatan Rangka Baja, setelah datang di lokasi, dengan batang rangka baja terbagi 2 ( dua ), siap untuk dilouding dengan Crane dan di letakkan di atas balok di pinggir jalan jembatan exiting. 3. Jembatan Rangka Baja ke 2 ( dua ) batang tersebut, siap dilas / joint dengan pelaksanaan pengelasan di malam hari
dan
pengaman yang cukup ketat, karena memakai fasilitas jalan raya kepentingan
umum,
supaya
tidak
mengganggu
masyarakat
pengguna jalan raya umum tersebut. 4. Jembatan Rangka Baja ke 2 ( dua ) batang yang sudah di las,siap dierection dengan 2 ( dua )Crane,1 ( satu ) Crane sebelah kanan dan 1 ( satu ) Crane sebelah kiri ,kemudian Jembatan rangka baja siap diletakkan diatas pondasi ( Abutment ),dimana diatas pondasi sudah ada tiang penyangga yang sudah dierection terlebih dahulu. 5. Jembatan
Rangka
Baja
telah
diletakkan,panjang
Fabrikasi
Jembatan Rangka Baja berbeda dengan panjang pondasi di lapangan,pemasanganpun
tatap
dilaksanakan
dengan
menyesuaikan jarak pondasi,sehingga menyebakan rangka baja agak melendut keatas,sehingga ada perbedaan elevasi ± 25 cm.
UNIVERSITAS MERCU BUANA
-89-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
4.3.7 METODE PELAKSANAAN KONSTRUKSI YANG BAIK
UNIVERSITAS MERCU BUANA
-90-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
UNIVERSITAS MERCU BUANA
TUGAS AKHIR Bab IV
-91-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
4.3.8 ILUSTRASI METODE PELAKSANAAN KONSTRUKSI YANG BAIK
1. Jembatan Rangka Baja yang yelah di fabrikasi didatangkan ke lokasi dengan pengangkutan menggunakan tronton,dengan 2 ( dua ) Crane yang sudah disiapkan ditempat lokasi. 2. Jembatan Rangka Baja,setelah datang di lokasi, dengan batang rangka baja terbagi 2 ( dua ), siap untuk di louding dengan Crane dan di louding diletakkan di atas balok pohon kelapa di pinggir jalan jembatan exiting. 3. Jembatan Rangka Baja ke 2 ( dua ) batang tersebut, siap diangkat /dierection satu persatu di malam hari dengan memakai 2 ( dua ) Crane dan diletakkan diatas pondasi,dimana diatas pondasi sudah ada tiang penyangga yang sudah dierection terlebih dahulu,dan ditengah sungai diberikan tumpuan temporery dari beton. 4. Ke 2 ( dua ) batang Jembatan Rangka Baja telah diletakkan diatas tiang penyangga dan tumpuan beton temporery,yang sudah di setting dengan panjang pondasi,maka siap las/joint dengan pelaksanaan pengelasan di malam hari dan pengaman yang cukup ketat, karena memakai fasilitas jalan raya kepentingan umum, supaya tidak mengganggu masyarakat pengguna jalan raya umum tersebut. 5. Bentangan Jembatan Rangka Baja telah di las yang sudah disesuaikan panjangnya antara rangka baja dan panjang pondasi
UNIVERSITAS MERCU BUANA
-92-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
yang sudah ada / tiang penyangga,diletakkan dan di las/ joit las dengan tiang penyangga sehingga tidak menyebabkan rangka baja terjadi melendut keatas,sehingga tidak ada perbedaan elevasi ± 25 cm.
4.4
Struktural Analysis Program SAP 2000
4.4.1 Tahapan analisa struktur Tahapan analisa struktur utama menurut SAP 2000 adalah ; 1. Pembebanan pada struktur Untuk mengetahui beban yang bekerja pada batang baja jembatan yang diakibatkan oleh beban hidup dan beban mati. 2. Analisa gaya batang Dengan memasukan model jembatan beserta pembebanannya menggunakan struktura analisis program SAP 2000 maka gaya - gaya batang yang bekerja dapaf diketahui. 3. Lendutan jembatan Lendutan
maksimal
yang
terjadi
pada
jembatan
dapat
dicek
menggunakan program yang sama puta dengan melihat file output (sol). Program yang digunakan datam modelisasi dan desain perkuatan jembatan ini adalah menggunakan SAP 2000 adalah sebuah program paket analisa struktur yang telah digunakan oleh kalangan industri dan perguruan tinggi jurusan tehnik sipil / rekayasa, program ini dibuat berdasarkan peneiitian yang dipimpin oieh profesor Erdwad L Wilson
UNIVERSITAS MERCU BUANA
-93-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
4110411 – 046
TUGAS AKHIR Bab IV
dari the Universifas of California, Berkeley. Program SAP20CK) digunakan untuk membantu datam perhitungan gaya gaya dalam seperti momen ( bidang M), gaya lintang (bidang D), gaya normal (bidang N), dan lendutan yang terjadi pada titik yang ditinjau. Kebenaran dan keakuratan sebuah analisa struktur sangat tergantung dengan input data yang dimasukan. Hasil yang dapat diperoleh dengan menggunakan program SAP 2000 antara lain : 4.5 output dalam bentuk analisa perhitungan berupa file-file X,SOL, Xf3f, dan lain-lain.
UNIVERSITAS MERCU BUANA
-94-
BAB VI ANALISIS PEMBAHASAN
