KAJIAN GEOMETRI NON LINIER STRUKTUR JEMBATAN CABLE-STAYED (STUDI KASUS JEMBATAN DR. IR. SOEKARNO MANADO) HAMZAH ARIEF

i

KAJIAN GEOMETRI NON LINIER STRUKTUR JEMBATAN CABLE-STAYED (STUDI KASUS JEMBATAN DR. IR. SOEKARNO – MANADO)

HAMZAH ARIEF

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2016

ii

iii

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kajian Geometri Non Linier Struktur Jembatan Cable-Stayed (Studi Kasus Jembatan Dr. Ir. Soekarno – Manado) adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan ataupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, September 2016 Hamzah Arief NIM F44120001

iv

v

ABSTRAK HAMZAH ARIEF. Kajian Geometri Non Linier Struktur Jembatan Cable-Stayed (Studi Kasus Jembatan Dr. Ir. Soekarno – Manado). Dibimbing oleh MUHAMMAD FAUZAN Bentang span dari jembatan cable-stayed modern yang semakin meningkat menimbulkan kekhawatiran tentang keamanan dan keandalan dari struktur jembatan untuk itu diperlukan analisis model yang lebih realistis terhadap struktur. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis gaya kabel optimal dan pengaruh geometri non linier terhadap deformasi dan kekakuan struktur jembatan Dr. Ir. Soekarno – Manado. Struktur jembatan yang dimodelkan adalah kabel, menara (pylon), dek dan bearing. Analisis dilakukan dengan metode statik non linier. Analisis non linier ditinjau hanya dari efek lengkung pada kabel terutama pada deformasi dek jembatan dan pylon. Permodelan struktur dilakukan menggunakan bantuan perangkat lunak CSI Bridge 2016 ver 18.0.1. Berdasarkan hasil penelitian didapatkan gaya kabel optimal terjadi pada skenario 4b dengan displacement maksimal sebesar 0.0228 m pada kabel SS11. Nilai kekakuan struktur meningkat sejalan dengan meningkatnya gaya pada kabel. Nilai kekakuan struktur terjadi pada skenario 5 dengan nilai kekakuan 235535 ton/m. Deformasi yang terjadi pada struktur cenderung tidak simetris karena adanya perbedaan kekakuan antara struktur bagian N dan S. Kata kunci: cable-stayed, CSI Bridge, geometri non linier, kekakuan.

ABSTRACT HAMZAH ARIEF. Non Linear Geometry Study of Cable-Stayed Bridge Structure (Case Study of Dr. Ir. Soekarno Bridge – Manado). Supervised by MUHAMMAD FAUZAN As the span of modern cable-stayed bridges increases, so does the concern about the safety and reliability of bridge structures. According to this, a more realistic analysis models is needed. The main goals of this research were to analyze the optimal cable tension and the influence of non-linear geometry to deformation and stiffness of Dr. Ir. Soekarno bridge structure. The bridge structure component being modeled were cable, pylon, deck and bearing. The analysis was conducted using the non-linear static method. Non-linear analysis was observed on sag effect of cable particulary on deformation of bridge deck and pylon. Structure modeling was performed using the CSI Bridge 2016 ver 18.0.1. Based on the results, the optimal cable tension occured in scenario 4b with a maximum displacement of 0.0228 m on S11 cable. Stiffness value of the structure increased according to force increasing on the cable. Maximum value of stiffness occured in scenario 5 with a stiffness value of 235535 ton/m. Deformation occurred in the structure was not symmetrical because of the different stiffness between section N and S structure. Key words: cable-stayed, CSI Bridge, non linear geometry, stiffness.

vi

vii

KAJIAN GEOMETRI NON LINIER STRUKTUR JEMBATAN CABLE-STAYED (STUDI KASUS JEMBATAN DR. IR. SOEKARNO - MANADO)

HAMZAH ARIEF

Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2016

viii

x

xi

PRAKATA

Puji dan syukur diucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas karunia dan rahmat-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang mulai dilaksanakan sejak bulan April hingga Juli 2016 ini berjudul “Kajian Geometri Non Linier Struktur Jembatan Cable-Stayed (Studi Kasus Jembatan Dr. Ir. Soekarno Manado)”. Penyusunan karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan. Penelitian dan penyusunan skripsi dapat dilaksanakan atas dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, ucapan terima kasih disampaikan kepada: 1. Bapak Muhammad Fauzan, ST. M.T selaku dosen pembimbing yang senantiasa membimbing dan mengarahkan dalam menyelesaikan skripsi, memberikan banyak ilmu, serta memberikan masukan yang sangat bermanfaat. 2. Dr. Ir. Erizal, M.Agr dan Ibu Namira Dita Rachmawati, ST. M.Si selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan bermanfaat dalam penyelesaian skirpsi ini. 3. Orang tua, kakak, dan adik-adik atas dukungan serta semangat yang diberikan dalam penyelesaian skripsi ini. 4. Staf Tata Usaha Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan dan Fakultas Teknologi Pertanian atas bantuan administrasi yang diberikan. 5. Teman-teman satu bimbingan yang selalu membantu dan menemani dalam penyelesaian skripsi ini. 6. Teman-teman di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Pertanian Bogor angkatan 49 (SIL 49) untuk setiap semangat dan bantuannya dalam penyelesaian skripsi ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat dan memberikan kontribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Sipil dan Lingkungan.

Bogor, September 2016

Hamzah Arief

xii

xiii

DAFTAR ISI DAFTAR TABEL

xiv

DAFTAR GAMBAR

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

xiv

PENDAHULUAN Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

1

Tujuan Penelitian

2

Manfaat Penelitian

2

Ruang Lingkup Penelitian

2

TINJAUAN PUSTAKA Jembatan Cable-Stayed

3

Efek Geometri Non Linier Jembatan Cable-Stayed

6

METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat

10

Alat dan Bahan

10

Metode Penelitian

10

HASIL DAN PEMBAHASAN Permodelan Struktur Jembatan

13

Gaya Kabel Optimal

15

Kekakuan dan Deformasi Struktur

17

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan

20

Saran

20

DAFTAR PUSTAKA

20

LAMPIRAN

22

RIWAYAT HIDUP

43

xiv

DAFTAR TABEL 1 2 3 4 5 6

Skenario analisis gaya kabel Beban permanen pada struktur jembatan Gaya kabel awal Displacement pylon untuk setiap kondisi skenario Kekakuan struktur pada setiap kondisi skenario Kekakuan tumpuan (bearing)

11 13 14 17 17 18

DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Tatanan kabel transversal: satu bidang dan dua bidang Tatanan kabel longitudinal: radial, harp, fan, dan star Bentuk-bentuk menara pada jembatan cable-stayed Jembatan Dr. Ir. Soekarno Model analisis geometri non linier untuk permodelan sag effect of long cables Gaya kabel dengan pendekatan kekuatan (strength based) Displacement pada kondisi servis Kondisi seimbang bagian terkecil dari catenary elastic Diagram alir penelitian Definisi layout dan grid Layout kabel jembatan Pengaruh gaya kabel terhadap kekakuan pada kabel 11 Hubungan gaya aksial dengan lengkungan pada kabel 11 Gaya aksial kabel Displacement pada main bridge Struktur Jembatan Dr. Ir. Soekarno Gaya dan kekakuan yang bekerja pada struktur jembatan bagian S Simulasi permodelan skenario 5

3 4 4 5 6 7 8 9 12 13 14 15 15 16 16 18 19 19

DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Perhitungan pembebanan Spesifikasi material Definisi komponen jembatan Definisi variasi ext-closure dan pier table Definisi layout dan grid jembatan Hasil perhitungan program: gaya kabel dan displacement Gaya kabel dan displacement simulasi skenario 4b dan 5 Contoh perhitungan Hasil deformasi semua skenario Shop drawing Jembatan Dr. Ir. Soekarno

22 23 24 26 27 28 34 35 37 39

1

PENDAHULUAN Latar Belakang Jembatan merupakan konstruksi yang digunakan untuk menghubungkan dua lokasi terpisah oleh rintangan-rintangan. Rintangan-rintangan tersebut seperti lembah, sungai, danau, saluran, jalur kereta api, jalan, dan lain sebagainya. Adanya jembatan dapat memperpendek jarak dan waktu tempuh rute suatu perjalanan. Pembangunan prasarana transportasi seperti jembatan ini didasarkan pada prinsip dari pembangunan berkelanjutan untuk mengembangkan prasarana transportasi di Indonesia (Kusbimanto et al. 2013). Kota Manado terkenal sebagai daerah wisata, dengan pantai utara yang menjadi akses utama menuju kawasan taman lindung Pulau Bunaken. Kawasan pantai utara Manado menjadi daerah yang vital sebagai pembangkit dan perputaran perekonomian. Sehingga dibangun Jembatan Dr. Ir. Soekarno untuk meningkatkan akses di jalur lintas Manado Outer Ring Road (MORR) bagian utara, selain itu menjadikan sebuah icon untuk pusat kota Manado sebagai penunjang wisata (Taufiq 2014). Jembatan Dr. Ir. Soekarno menggunakan teknologi cable-stayed untuk konstruksinya. Bentuk struktur utama dari jembatan cable-stayed adalah gabungan dari rangkaian komponen struktural berupa menara (pylon), kabel (cable), dan dek (deck). Menara dihubungkan dengan kabel-kabel untuk menahan dek jembatan sehingga semua gaya gravitasi maupun lateral yang bekerja pada dek jembatan akan ditransfer ke tanah melalui kabel dan menara. Kabel akan menerima gaya tarik dan menara akan menerima gaya tekan (Mathivat 1983). Bentang yang panjang dan daya tarik estetika membuat jembatan cablestayed menjadi sarana yang sangat efektif dalam menghubungkan dua lokasi dengan jarak 200 hingga 1000 m (Fleming 1979). Bentang span dari jembatan cable-stayed modern yang semakin meningkat menimbulkan kekhawatiran tentang keamanan dan keandalan dari struktur sehingga diperlukan analisis model yang lebih realistis terhadap struktur. Efek geometri non linier struktur harus dipertimbangkan dalam permodelan. Analisis geometri non linier yang perlu dilakukan adalah efek sag kabel panjang (sag effect of long cable), efek P-delta atau inisial tegangan (P-delta effect or initial stress), dan deformasi besar (large deformation). Akurasi sangat diperhatikan dalam evaluasi kekuatan peregangan dari kabel, dimana hal tersebut mempengaruhi kondisi kekakuan dan kekuatan seluruh struktur (Freire et al. 2006). Geometri non linier untuk jembatan cable-stayed memerlukan analisis lebih lanjut pada deformasi struktur (Wang dan Fu 2003). Perumusan Masalah Penelitian mengenai kajian geometri non linier struktur jembatan cablestayed (studi kasus Jembatan Dr. Ir. Soekarno – Manado) berdasarkan permasalahan latar belakang yang telah dibahas meliputi:

2 1. Gaya kabel optimal pada struktur Jembatan Dr. Ir. Soekarno – Manado. 2. Pengaruh geometri non linier terhadap deformasi dan kekakuan struktur Jembatan Dr. Ir. Soekarno – Manado. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengamati perilaku struktur Jembatan Dr. Ir. Soekarno, Manado yang meliputi: 1. Menganalisis gaya kabel optimal pada struktur Jembatan Dr. Ir. Soekarno – Manado. 2. Menganalisis pengaruh geometri non linier terhadap deformasi dan kekakuan struktur Jembatan Dr. Ir. Soekarno – Manado. Manfaat Penelitian Hasil dari penelitian ini memberikan informasi mengenai pengaruh geometri non linier terhadap perilaku struktur Jembatan Dr. Ir. Soekarno dalam kondisi beban permanen. Ruang Lingkup Penelitian Penelitian dilakukan dengan ruang lingkup sebagai berikut: 1. Jembatan yang menjadi objek analisis adalah Jembatan Dr. Ir. Soekarno, Manado. 2. Struktur jembatan yang dimodelkan adalah kabel (cable), menara (pylon), dek (deck), dan bearing. 3. Analisis dalam program menggunakan metode statik non linier. 4. Analisis non linier ditinjau hanya dari efek lengkung dari kabel. 5. Pengaruh non linier hanya ditinjau pada deformasi dek jembatan dan pylon. 6. Analisis dan perhitungan geometri non linier menggunakan beban rencana berdasarkan RSNI T-02-2005 Standar Pembebanan untuk Jembatan. 7. Analisis batas layan jembatan menggunakan SNI T-12-2004 Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan. 8. Analisis beban gempa dilakukan berdasarkan SNI 2833-2008 Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan dan Peta Hazard Gempa 2010. 9. Analisis geometri non linier dan beban gempa pada Jembatan Dr. Ir. Soekarno dilakukan dengan bantuan program CSI Bridge 2016 ver. 18.0.1 dan Autodesk AutoCAD 2014.

3

TINJAUAN PUSTAKA Jembatan Cable-stayed Jembatan cable-stayed adalah salah satu jembatan bentang panjang dengan kabel panjang dari tiang yang terhubung secara langsung dengan gelagar-gelagar tanpa gantungan (Scott 1991). Menurut SNI T-12-2004 tentang perencanaan struktur beton untuk jembatan, jembatan cable-stayed adalah suatu sistem struktur statis tidak tertentu berderajat tinggi, dimana gaya-gaya dalam yang bekerja dipengaruhi bersama oleh kekakuan komponen penunjang utama jembatan, yaitu sistem lantai kendaraan (pelat, gelagar memanjang, gelagar melintang) bersamasama dengan kabel penggantung dan menara utamanya. Secara umum komponen utama jembatan cable-stayed terdiri dari sistem kabel, menara, dan gelagar (Muslim 2012). Sistem kabel Sistem kabel merupakan hal yang mendasar pada jembatan cable-stayed. Sistem kabel mempengaruhi perfoma struktur, metode ereksi, dan nilai ekonomis dari jembatan. Sistem kabel dapat diklasifikasikan sebagai tatanan kabel transversal dan tatanan kabel longitudinal. Tatanan kabel transversal terhadap arah sumbu longitudinal jembatan dapat dibuat satu, dua, atau tiga bidang yang diletakkan secara simetri seperti pada Gambar 1 (Whalter 1988).

satu tatanan bidang

dua tatanan bidang

Gambar 1 Tatanan kabel transversal: satu bidang dan dua bidang Tatanan kabel longitudinal dibagi menjadi 4 tipe, yaitu radial, sejajar (harp), kipas (fan), dan bintang (star type) seperti pada Gambar 2 (digilib.its.ac.id). Tipe radial terdiri dari susunan kabel yang ujungnya dipusatkan pada atas menara dan disebar sepanjang bentang pada gelagar. Tipe sejajar terdiri dari kabel-kabel penggantung yang dipasang secara sejajar dan disambungkan ke menara dengan

4 ketinggian yang berbeda beda. Tipe sejajar memiliki estetika yang tinggi namun pada menara akan terjadi lentur yang sangat besar (Muslim 2012). Tipe kipas terdiri dari kabel-kabel yang disusun secara tidak sejajar. Kelebihan dari tipe kipas adalah kemudahan dalam pendetailan desain menara. Tipe bintang disusun dari kabelkabel yang disebar pada menara namun berpusat pada gelagar. Jembatan dengan struktur kabel memiliki beberapa aspek penting yang perlu diperhatikan dalam desain dan pelaksanaannya. Aspek penting tersebut meliputi bentuk geometri struktur kabel, penentuan panjang terpotong kabel dengan tepat, perancangan bentuk dan detail pemegang kabel, pemilihan pelindung terhadap bahaya korosi, proses pabrikasi dan pemasangan (Hardjasaputra 2006).

Gambar 2 Tatanan kabel longitudinal: radial, harp, fan, dan star Menara Menara atau pylon merupakan elemen beton yang menyalurkan gaya tekan yang tinggi karena komponen vertikal dari gaya tarik pada kabel, sehingga menara memiliki resiko yang signifikan terhadap ketidakstabilan geometri (Mathivat 1983). Pemilihan bentuk menara dipengaruhi oleh konfigurasi kabel, estetika, dan pertimbangan gaya yang bekerja (Muslim 2012). Bentuk-bentuk menara dapat berupa menara tunggal, H shape, A shape, diamond shape, semi A shape, V shape, atau Y shape seperti pada Gambar 3 (library.binus.ac.id).

H shape (1)

H shape (2)

A shape

Tunggal

Gambar 3 Bentuk-bentuk menara pada jembatan cable-stayed

5 Lantai jembatan: Gelagar Lantai jembatan pada jembatan disusun oleh struktur gelagar. Lantai jembatan dibuat dalam dua desain, yaitu linier atau camber. Lantai jembatan desain camber memiliki manfaat untuk meninggikan ruang bebas vertikal di bawah lantai jembatan yang digunakan sebagai alur pelayaran bagi kapal yang melintasi perairan tersebut (Lubis dan Herbudiman 2014). Penggunaan desain camber dapat menghindari terjadinya keruntuhan struktur akibat tumbukan dengan kapal. Keruntuhan struktur yang terjadi akan menimbulkan kerugian baik segi ekonomis maupun korban jiwa (Setiati dan Aditya 2013). Jembatan dengan sistem cable stayed tidak memerlukan blok angkur dikarenakan kabel dapat dipasang secara langsung pada gelagar atau pada lantai kendaraan (Pawitan et al. 2013). Gelagar merupakan struktur yang membentuk bentang jembatan. Gelagar dapat terbuat dari beton, baja, ataupun material komposit. Gelagar pada jembatan mempunyai variasi bentuk yang bermacammacam, yaitu I-girder, V-girder, box-girder, dan lain-lain. Dalam pelaksanaannya gelagar dibuat dalam bentuk segmental. Jembatan Dr. Ir. Soekarno Jembatan Dr. Ir. Soekarno memiliki bentang total 1127 m yang terdiri dari jalan pendekat utara 244 m, jembatan balanced cantilever 120 m, jalan penghubung 138 m, jalan pendekat ke pendekat utara 102 m, jembatan cable-stayed 240 m, jembatan pendekat selatan 30 m, dan jalan pendekat selatan 253 m. Jembatan Dr. Ir. Soekarno memiliki lebar total 17 m dengan lalu lintas 2 x 6 m dan trotoar 2 x 2.5 m (Taufiq 2014).

Gambar 4 Jembatan Dr. Ir. Soekarno

6 Efek Geometri Non Linier Jembatan Cable-stayed Analisis non linier merupakan analisis yang digunakan untuk mengevaluasi kapasitas dan kecukupan dari hasil perencanaan. Analisis non linier dilakukan untuk memperkirakan kinerja dari suatu bangunan (Satyarno 2013). Analisis non linier dibagi menjadi dua, yaitu efek geometri non linier, dan efek material non linier. Efek geometri non linier muncul akibat adanya perubahan geometri yang terjadi pada jembatan saat pembebanan (Raheem et al. 2012). Efek geometri non linier pada jembatan cable-stayed dipengaruhi oleh tiga bagian analisis yang berbeda, yaitu (Fleming et al. 1983):  Efek lengkung dari kabel panjang (Sag effect of long cables)  Efek P-Delta atau inisial tegangan (P-Delta effects or initial stress)  Deformasi besar (Large deformation) Sag Effect of Long Cables Kekakuan aksial dari kabel dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu kelengkungan dari kabel (sag of cable) dan deformasi dari kabel baja (deformation of steel cable). Kelengkungan dari kabel memiliki hubungan terbalik terhadap kekakuan kabel sehingga menghasilkan hubungan non linier gaya-perpindahan (non linear forcedisplacement relationship). Semakin besar nilai kelengkungan, kabel akan memiliki kekakuan yang relatif rendah. Jika nilai kelengkungan berkurang, kekakuan kabel akan meningkat dan perilaku dari kabel mendekati sifat dari elemen rangka batang tarik (Grabow 2004).

Gambar 5 Model analisis geometri non linier untuk permodelan sag effect of long cables

7 Truss element: multiple-straight link Metode elemen rangka adalah opsi yang paling mudah untuk permodelan kabel pada jembatan cable-stayed. Metode ini memungkinkan untuk digunakan dalam analsis statik maupun analisis dinamik pada kondisi tegangan tarik kabel cukup tinggi untuk mengabaikan efek kelengkungan. Pendekatan multiple-straight link merupakan salah satu permodelan yang paling akurat untuk melihat perilaku aktual menggunakan metode elemen rangka. Permodelan ini memasukan efek kelengkungan yang diakibatkan oleh beban sendiri dan vibrasi dari node (Freire et al. 2006). Modified elastic modulus method Metode modifikasi modulus elastis atau Metode Ernst sering digunakan dalam analisis jembatan cable-stayed. Metode ini mengasumsikan kurva parabola sebagai alternatif bentuk catenary dari kabel, dimana hanya diperbolehkan untuk kurva moderat dari tipe kabel bertegangan tinggi. Modifikasi modulus E eff dapat diselesaikan dengan persamaan (1) (Davalos 2006). 𝐸𝑒𝑓𝑓 =

𝐸0 1 𝐴𝐸0 𝑊𝐿0 2 1+ . ( ) 12 𝑇 𝑇

(1)

dimana, Eeff adalah modulus elastisitas efektif (MPa) T adalah gaya tarik kabel (N) L0 adalah panjang awal kabel (mm) E0 adalah modulus elastisitas material kabel (MPa) A adalah luas penampang kabel (mm2) Kabel dimodelkan sebagai penopang rigid bagi girder. Sehingga kondisi setimbang kabel backstays diperoleh dari beban yang ditopang kabel. Area pada setiap kabel ditentukan dari tegangan ijin kabel. Gaya kabel ditentukan dari sudut kabel, beban permanen pada dek, dan panjang segmen dek yang ditopang per kabel. Penentuan gaya kabel dapat diselesaikan dengan dua pendekatan, yaitu kekuatan (strength based) dan kekakuan (stiffness based).

Gambar 6 Gaya kabel dengan pendekatan kekuatan (strength based)

8 Penentuan gaya kabel berdasarkan kekuatan (Gambar 6) ditentukan dari sudut inklinasi kabel, beban permanen dari dek, dan panjang segmen per girder. Gaya dan area kabel dapat ditemukan dengan persamaan (2) dan (3) (Davalos 2000). 𝑇= 𝐴=

𝑤𝑑 . 𝛥𝑙

(2)

sin 𝛼 𝑇

(3)

𝜎𝑑

dimana, T adalah gaya kabel (kN) wd adalah beban permanen dek (kN/m) Δl adalah panjang segmen dek yang ditopang per kabel (m) α adalah sudut inklinasi kabel ( o) A adalah area kabel (m2) σd adalah tegangan ijin kabel (kN/m2) Kekakuan kabel pada kondisi non linier merupakan fungsi dari luasan dikalikan dengan tegangan efektif dibagi dengan panjang kabel. Sedangkan kekakuan ekuivalen vertikal merupakan proyeksi dari kekakuan kabel sehingga kekakuan vertikal ekuivalen dapat diselesaikan melalui persamaan (4) dan (5) (Davalos 2000). 𝐾𝑣 = 𝐾𝑐 . sin2 𝛼 (4) 𝐾𝑣 =

𝐴 . 𝐸𝑒𝑓𝑓 𝐿

. sin2 𝛼

(5)

dimana, Kv adalah kekakuan ekuivalen vertikal (kN) Kc adalah kekakuan kabel (kN) Penentuan gaya kabel berdasarkan kekakuan ditentukan berdasarkan perubahan displacement yang diijinkan pada kondisi servis (Gambar 7). Fungsi kekakuan vertikal ekivalen akibat displacement ditentukan dari persamaan (6) (Davalos 2000). 𝐾𝑣 ∗ =

𝑤𝑑

(6)

𝛥𝑣

dimana, Kv* adalah kekakuan vertikal ekuivalen akibat displacement (kN/m) Δv adalah displacement yang diijinkan (m)

Gambar 7 Displacement pada kondisi servis

9 Perubahan displacement pada kondisi servis mengakibatkan adanya pertambahan gaya pada kabel. Sehingga diperlukan perhitungan kembali gaya dan area kabel yang memenuhi kondisi tegangan ijin. Pertambahan gaya kabel akibat displacement ditentukan pada persamaan (7) sedangkan gaya kabel total dapat ditentukan dengan persamaan (8) (Davalos 2000). 𝛥𝑇 = (

𝐾𝑣∗ . 𝛥𝑙 sin 𝛼

) . 𝛥𝑣

𝑇𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑇 + 𝛥𝑇 dimana, ΔT adalah pertambahan gaya kabel akibat displacement (kN) Ttotal adalah total gaya kabel yang diperlukan (kN)

(7) (8)

The elastic catenary element Metode elemen catenary elastik mempertimbangkan berat sendiri dari bagian terkecil kabel. Pada metode elemen catenary elastik penentuan panjang direksional ditentukan dengan mengatur ulang hubungan load-displacement. Kekakuan kabel tidak dapat ditentukan secara langsung sehinga dibutuhkan analisis berulang hingga mencapai kondisi setimbang (Grabow 2004). Kondisi kesetimbangan vertikal yang ditunjukkan pada Gambar 8 (Freire et al. 2006), dapat dinyatakan dalam persamaan (9) (Freire et al. 2006). 𝐹ℎ . tan(𝛼 + 𝑑𝛼 ) − 𝐹ℎ . tan 𝛼 = 𝑞 . 𝑑𝑠0 (9) dimana, Fh adalah gaya dari komponen horizontal dari angkur (N) q adalah berat sendiri dari kabel (N/mm) α adalah sudut angkur terhadap sumbu horizontal ( o) dα adalah perubahan sudut angkur yang terbentuk akibat sag effect ( o) ds0 adalah perubahan panjang kabel (mm)

Gambar 8 Kondisi seimbang bagian terkecil dari catenary elastic

10

METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian “Kajian Geometri Non Linier Struktur Jembatan Cable-Stayed (Studi Kasus Jembatan Dr. Ir Soekarno – Manado)” dilaksanakan selama 4 bulan, dari bulan April – Juli 2016. Penelitian dilakukan di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan. Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian adalah seperangkat komputer yang dilengkapi dengan program CSI Bridge 2016 ver 18.0.1, Autodesk AutoCAD 2014, Ms. Word 2016 dan Ms. Excel 2016. Bahan yang digunakan adalah Shop Drawing (SD) Jembatan Dr. Ir. Soekarno dan peraturan-peraturan yang terkait. Shop Drawing yang digunakan sebagai bahan penelitian, yaitu potongan memanjang sumbu Jembatan Dr. Ir. Soekarno, perletakan, penomoran, dan detil kabel, tampak samping, tampak depan, dan detil menara (pylon), serta irisan melintang dan detil lantai kendaraan (deck). Sedangkan peraturan-peraturan yang digunakan adalah standar pembebanan struktur jembatan menggunakan SNI T-02-2005, standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan menggunakan SNI 2833-2008, dan peta hazard gempa Indonesia 2010. Metode Penelitian Penelitian ini diawali dengan studi literatur, pengumpulan data berupa shop drawing Jembatan Dr. Ir Soekarno dan peraturan-peraturan yang terkait dengan penelitian. Dilanjutkan dengan melakukan permodelan Jembatan Dr. Ir. Soekarno dengan analisis statik non linier menggunakan bantuan program CSI Bridge 2016 ver 18.0.1. Hasil analisis dari permodelan dibandingkan dengan literatur. Tahapan penelitian dijelaskan oleh bagan alir pada Gambar 9. Studi Pustaka Metode studi pustaka dilakukan dengan mencari informasi yang terkait dengan penelitian. Studi pustaka diambil dari skripsi, tesis, karya ilmiah, jurnal, buku-buku yang terkait dengan geometri non linier jembatan cable stayed, dan panduan Standar Nasional Indonesia (SNI) yang terkait dengan penelitian. Pemahaman penggunaan program dilakukan secara otodidak melalui tutorial yang tersedia dalam internet. Pengumpulan Data Data yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah data sekunder. Data sekunder berupa shop drawing Jembatan Dr. Ir. Soekarno yang didapat dari konsultan perencana pada proyek pembangunan Jembatan Dr. Ir. Soekarno dan data gempa yang didapatkan dari peta hazard gempa RSNI 2833:2013.

11 Permodelan Struktur Data yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah data sekunder. Data sekunder berupa shop drawing Jembatan Dr. Ir. Soekarno yang didapat dari konsultan perencana pada proyek pembangunan Jembatan Dr. Ir. Soekarno dan data gempa yang didapatkan dari peta hazard gempa RSNI 2833:2013. Permodelan dilakukan menggunakan bantuan program Ms. Excel untuk melakukan perhitungan manual metode modifikasi modulus elastik, AutoCAD 2014 untuk membaca soft file dan melakukan perhitungan properti penampang, dan CSI Bridge 2016 ver 18.0.1 untuk melakukan permodelan. Permodelan dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Perhitungan beban yang bekerja pada struktur. 2. Definisi material, komponen, variasi, layout jembatan, grid pylon, span jembatan, diafragma, dan tendon. 3. Penggambaran pylon, kabel, bearing dan perletakan pada model jembatan. 4. Definisi pembebanan dan kombinasi pembebanan dilanjutkan dengan input pembebanan pada jembatan dan pengaturan analisis program dengan metode statik non linier. 5. Input gaya kabel target untuk kondisi awal dan program dijalankan. Analisis Efek Geometri Non Linier Analisis efek geometri non linier dimulai dengan menentukan gaya kabel optimal. Gaya kabel (T) optimal dilakukan dengan melakukan beberapa kondisi seperti pada Tabel 1.

Kondisi Initial Load

Skenario 1

Skenario 2 Skenario 3

Skenario 4

Skenario 5

Tabel 1 Skenario analisis gaya kabel Perlakuan Memberi gaya kabel awal berupa beban permanen dek jembatan dengan pendekatan strength based, tegangan dibatasi 0.40 fpu Gaya kabel 11 tidak perlu dihitung kembali karena tegangan sudah mencapai 0.4 fpu. Perhitungan ulang gaya kabel terdalam, yaitu kabel 1 dan 2 dengan pendekatan stiffness based. Perhitungan ulang gaya kabel terdalam, yaitu kabel 3 dan 4 dengan pendekatan stiffness based. Gaya kabel yang mengakibatkan displacement positif dikembalikan ke kondisi gaya awal. Perhitungan gaya kabel terdalam yang mengalami displacement negatif. Perhitungan ulang gaya kabel 8, 9, dan 10 dengan pendekatan stiffness based. Dilakukan iterasi menjadi 4a, 4b, dan seterusnya hingga mencapai kondisi optimal. Peningkatan gaya kabel oleh program hingga deformasi dek cenderung simetris.

Kondisi awal dilakukan dengan menentukan kebutuhan gaya kabel berdasarkan pendekatan strength based dengan gaya maksimal dibatasi 40% dari

12 gaya putus kabel fpu (Davalos 2000). Gaya tersebut dimasukkan dalam gaya kabel target. Program dijalankan dan didapatkan hasil berupa displacement. Nilai displacement hasil permodelan digunakan untuk perhitungan modulus elastisitas efektif (Eeff) dan kekakuan kabel (Kc). Skenario pemberian gaya kabel menggunakan pendekatan stiffness based.

Mulai

1. SD Jembatan Dr. Ir. Soekarno 2. SNI yang terkait dengan penelitian 3. Peta hazard gempa Indonesia 2010

Pengumpulan Data

Perhitungan pembebanan

Pembuatan kurva Respon Spektrum

Perhitungan inisial gaya kabel

Pemodelan Struktur

1. Gaya kabel kondisi beban permanen (T) 2. Displacement maksimum pada main bridge kondisi beban permanen (Δv) 3. Displacement maksimum pada pylon (Δpylon)

Δv ≈ 0 Δpylon ≈ 0

Hitung T dengan pendekatan stiffness based

Hitung Eeff dan Kv

TIDAK

Hitung Toptimal

YA Analisis efek geometri non linier: 1. Gaya kabel optimal 2. Kekakuan dan deformasi

Selesai

Gambar 9 Diagram alir penelitian

Δv

13

HASIL DAN PEMBAHASAN Permodelan Struktur Jembatan Permodelan diawali dengan melakukan perhitungan beban yang bekerja pada struktur. Beban yang bekerja pada struktur dibatasi pada kondisi permanen, yaitu beban mati, beban mati tambahan, prategang, susuk dan rangkak. Beban prategang dimasukkan bersama dengan permodelan tendon sedangkan beban susut dan rangkak perhitungan dilakukan program. Perhitungan beban dapat dilihat pada Lampiran 1. Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan beban mati (BM) dan beban mati tambahan (BMT) seperti pada Tabel 2. Tabel 2 Beban permanen pada struktur jembatan Komponen

Panjang (m)

Beban Mati (BM) Approach Deck 141 Main Deck 204 Pier Table Deck 27 Beban Mati Tambahan (BMT) Trotoar 372 Parapet 372 Railing 372 Aspal 372

Beban (kN) 38852 49302 7838 7611 375 137 1101

Definisi material yang dimasukkan adalah beton mutu K-500 dan baja prategang dengan tegangan putus 1860 MPa. Spesifikasi material dapat dilihat pada Lampiran 2. Definisi komponen yang dimasukkan adalah definisi komponen untuk approach deck, main bridge deck, pier table deck, pylon bottom, pylon mid, pylon bottom, pylon top, internal diaphragm, external diaphragm, dan kabel (jumlah strand 22, 31, 37, dan 55). Definsi variasi yang dimasukkan adalah bagian extension-closure dan bagian pier table. Definisi komponen dek dan variasi dapat dilihat pada Lampiran 3 dan Lampiran 4.

Gambar 10 Definisi layout dan grid

14 Definisi layout dan grid (Gambar 10) dilakukan sesuai dengan geometri jembatan. Layout didefinisikan untuk dek jembatan sedangkan grid didefinisikan untuk pylon. Definisi layout dan grid dapat dilihat pada Lampiran 5. Span jembatan dibagi menjadi 9 bagian (Gambar 12), yaitu approach 1 (30 m), approach 2 (36 m), approach 3 (36 m), extension-closure 1 (7.5 m), main bridge 1 (11 x 9 m), pier table (27 m), main bridge 2 (11 x 9 m), extension-closure 2 (7.5 m), dan approach 4 (30 m). Penggambaran pylon dan input diafragma dengan spasi 3 meter antar diafragma. Tendon diinput sesuai dengan tata letak pada gambar shop drawing. Tendon yang digunakan adalah 7 wire low relaxation diameter 0.6” dengan jumlah 19 strand per tendon. Gaya tendon yang diberikan adalah 0.75 dari gaya putus tendon.

Gambar 11 Layout kabel jembatan Pembeban yang dilakukan adalah pembebanan pada kondisi permanen yaitu beban mati dan beban mati tambahan. Sehingga kombinasi pembebanan yang dijalankan adalah beban mati (BM), beban mati tambahan (BMT), prategang (PS), susut (SR), rangkak (CR), dan target force (TF). Pendekatan dalam menentukan gaya kabel awal adalah beban permanen yang terdiri dari beban mati dan beban mati tambahan (Davalos 2000). Gaya kabel awal (TF awal) disajikan pada Tabel 3 dengan layout kabel seperti pada Gambar 11. Tabel 3 Gaya kabel awal Kode Kabel NS11 NS10 NS9 NS8 NS7 NS6 NS5 NS4 NS3 NS2 NS1

T (kN) 2200.00 3153.33 2990.93 2817.98 2635.08 2208.98 2263.21 2063.65 1859.75 1664.58 1483.46

Kode Kabel SS1 SS2 SS3 SS4 SS5 SS6 SS7 SS8 SS9 SS10 SS11

T (kN) 1483.46 1664.58 1859.75 2063.65 2263.21 2208.98 2635.08 2817.98 2990.93 3153.33 2200.00

15 Gaya Kabel Optimal

Kekakuan kabel (kN/m)

Efek lengkung kabel atau biasa disebut sag effect merupakan salah satu efek non linier geometri yang berpengaruh terhadap perilaku struktur. Salah satu perilaku yang dipengaruhi adalah deformasi dari struktur. Pada kondisi beban permanen, deformasi struktur (displacement main bridge dan displacement pylon) harus sangat kecil atau mendekati nilai nol (Le Hong Lam et al. 2007). Berdasarkan skenario yang dilakukan akan didapatkan perilaku struktur berupa hubungan gaya aksial kabel dengan displacement dek jembatan. Skenario dijalankan berdasarkan hasil displacement dan gaya kabel setelah program dijalankan. Gaya kabel yang menimbulkan displacement negatif akan ditingkatkan dengan pendekatan stiffness based. Target displacement adalah kondisi mendekati nol atau sangat kecil. 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0

500

1000 Gaya kabel (kN)

1500

2000

Gambar 12 Pengaruh gaya kabel terhadap kekakuan pada kabel 11 Kabel dengan luas penampang dan panjang yang konstan, besar kekakuannya akan berubah dengan bertambah atau berkurangnya gaya kabel. Besar displacement yang dipengaruhi kekakuan tidak akan bersifat linier terhadap gaya yang diberikan (Gambar 12). Sehingga digunakan bantuan program untuk menghitung besar gaya yang diperlukan untuk mendapatkan kondisi optimal. Nilai T kabel mempengaruhi lengkungan yang terjadi pada kabel. Semakin besar nilai T maka nilai kekakuan akan meningkat sehingga lengkungan akibat beban mati kabel akan berkurang (Gambar 13). 60

Elevasi (m)

50 40 30 20 10 0 0

20

75 kN

40

60 80 100 Jarak (m) 150 kN 300 kN

120

140

450 kN

Gambar 13 Hubungan gaya aksial dengan lengkungan pada kabel 11

16 Hasil perhitungan manual dimasukkan kedalam target force dalam program untuk mendapatkan displacement target. Gaya kabel inisial dimasukkan kedalam program, lalu didapatkan displacement awal. Dilanjutkan dengan skenario 1 sampai dengan skenario 5 hingga didapatkan kondisi optimal kabel. Initial Load

Skenario 1

Skenario 2

Skenario 3

Skenario 4

Skenario 4a

Skenario 4b

Skenario 5

Gaya aksial kabel (kN)

6000 5000

4000 3000 2000 1000

SS11

SS9

SS10

Kode kabel

SS8

SS7

SS6

SS5

SS4

SS3

SS2

SS1

NS1

NS2

NS3

NS4

NS5

NS6

NS7

NS8

NS9

NS10

NS11

0

Gambar 14 Gaya aksial kabel Berdasarkan Gambar 14 gaya aksial kabel terus ditingkatkan untuk mencapai kondisi optimal. Pada skenario 1 hanya dilakukan peningkatan gaya kabel pada kabel 1 dan 2. Peningkatan tersebut berdampak pada perubahan seluruh displacement pada semua kabel. Perubahan gaya kabel tersebut membuat displacement maksimum pada kondisi inisial -0.1987 m menjadi -0.1453 m pada skenario 1. Hal tersebut menunjukan bahwa perubahan gaya dalam salah satu kabel didalam suatu satu sistem struktur akan mempengaruhi bentuk deformasi. Displacement pada setiap skenario ditunjukkan pada Gambar 15. 0.0500

Displacement (m)

0.0000 -0.0500 -0.1000 -0.1500 -0.2000 -0.2500 Initial Load

Skenario 1

Skenario 2

Skenario 3

Skenario 4

Skenario 4a

Skenario 4b

Skenario 5

Gambar 15 Displacement pada main bridge

17 Berdasarkan Gambar 15, besar displacement akan berkurang dengan meningkatnya gaya kabel. Hasil permodelan menunjukan bahwa kondisi mendekati gaya kabel optimal didapatkan pada skenario 4b. Pada skenario 4 didapatkan displacement maksimum adalah -0.0228 m. Selain ditinjau dari deformasi dek, kondisi optimal juga ditinjau dari displacement pylon dimana deformasi pylon pada setiap skenario disajikan pada Tabel 4. Tabel 4 Displacement pylon untuk setiap kondisi skenario Kondisi Awal (Initial) Skenario 1 Skenario 2 Skenario 3 Skenario 4 Skenario 4a Skenario 4b Skenario 5

Δx (m) -0.00328 -0.00304 0.00111 0.00108 0.00093 -0.00016 0.00298 0.04142

Δy (m) 0.00611 0.00659 0.00683 0.00678 0.00687 0.00690 0.00691 0.00712

Δz (m) -0.00808 -0.00841 -0.00859 -0.00857 -0.00869 -0.00875 -0.00889 -0.00901

Berdasarkan Tabel 4, kondisi paling optimal dari displacement pylon didapatkan pada kondisi skenario 4a. Dengan mempertimbangkan kedua hal diatas diambil gaya kabel optimal pada kondisi 4b. Data gaya kabel, displacement, modulus efektif, dan kekakuan kabel dapat dilihat pada Lampiran 6. Kekakuan dan Deformasi Struktur Deformasi struktur yang terjadi pada struktur pada setiap kondisi berbedabeda. Hal tersebut menunjukan adanya perbedaan kekakuan struktur pada setiap kondisi. Kekakuan struktur untuk setiap kondisi skenario disajikan pada Tabel 5. Tabel 5 Kekakuan struktur pada setiap kondisi skenario Kondisi Awal (Initial) Skenario 1 Skenario 2 Skenario 3 Skenario 4 Skenario 4a Skenario 4b Skenario 5

Kc N (kN/m) 132099 132126 132149 132157 132228 132257 132361 132363

Kc S (kN/m) 132124 132138 132163 132171 132238 132265 132367 132375

Kc Total (kN/m) 264223 264263 264312 264328 264466 264522 264729 264738

T (detik) 1.6846 1.6764 1.6688 1.6682 1.6636 1.6607 1.6583 1.6567

f (Hz) 0.5936 0.5965 0.5992 0.5995 0.6011 0.60217 0.6030 0.6036

k (ton/m) 227799 230023 232122 232304 233586 234412 235079 235536

Berdasarkan Tabel 5 kondisi kekakuan terendah adalah pada kondisi initial. Pada kondisi ini gaya kabel yang bekerja adalah gaya akibat beban permanen sebelum adanya peningkatan gaya kabel. Kondisi kekakuan struktur tertinggi didapatkan kondisi skenario 5 dengan nilai 235536 ton/m. Nilai tersebut didapat

18 setelah adanya peningkatan gaya kabel. Hal tersebut menunjukan bawah gaya kabel mempengaruhi kondisi kekakuan total dari satu sistem struktur. Kekakuan kabel merupakan fungsi dari luas penampang, panjang, dan modulus elastisitas kabel dimana modulus elastisitas kabel dipengaruhi oleh besar gaya kabel. Jika gaya kabel pada bagian N dan S dibuat sama maka kekakuan dari kabel untuk bagian N dan S adalah sama. Kondisi initial hingga skenario 4 digunakan gaya kabel yang sama untuk bagian N dan S sedangkan skenario 5 gaya kabel bagian S dibuat lebih besar dibandingkan N.

N

S

Gambar 16 Struktur Jembatan Dr. Ir. Soekarno Kondisi deformasi dari semua kondisi menunjukan deformasi dek yang tidak simetris. Deformasi dek yang terjadi pada main bridge bagian N lebih kecil dibandingkan main bridge bagian S. Hal tersebut terlihat dari besar displacement yang terjadi pada setiap kondisi skenario. Pada kondisi optimal, displacement yang terbesar pada bagian N adalah 0.0083 m sedangkan pada bagian S adalah -0.0228 m. Kondisi deformasi yang tidak simetris tersebut dipengaruhi oleh jumlah span approach bridge bagian N yang lebih banyak dibandingkan bagian S (Gambar 16). Tumpuan pada setiap span memiliki nilai kekakuan yang berbeda seperti pada Tabel 6. Kekakuan total pada bagian N lebih besar dibandingkan dengan bagian S. Kondisi tersebut membuat kekakuan total struktur bagian N menjadi lebih besar dibandingkan bagian S. Kekakuan merupakan fungsi dari massa sehingga beban horizontal akibat beban permanan approach span juga berpengaruh dalam meningkatkan kekakuan. Tabel 6 Kekakuan tumpuan (bearing) Bagian Jembatan

N

S

Nama bearing ABT-03 P3 P4 P5 P6 ABT-04

Horizontal Load (ton) 35 85 85 85 85 35

Horizontal Movement (m) 0.0525 0.052 0.052 0.0512 0.05 0.05

K (ton/m) 667 1635 1635 1660 1700 700

ktotal (kN/m) 6540 16036 16036 16286 16677 6867

(kN/m)

54897

23544

Beban Q yang bekerja pada main bridge pada bagian N dan S sama besar, namun beban horizontal yang bekerja pada bagian N dan S berbeda. Hal tersebut akan membuat bentuk deformasi dek yang berbeda dimana deformasi struktur main

19 bridge tidak akan mencapai kondisi yang benar-benar simetris. Gaya dan kekakuan yang bekerja pada struktur jembatan bagian main bridge dapat dibuat permodelan sederhana seperti pada Gambar 17.

Gambar 17 Gaya dan kekakuan yang bekerja pada struktur jembatan bagian S Berdasarkan Gambar 17, beban horizontal yang bekerja adalah beban struktur approach span dikalikan dengan sinus gradien jalan yang besarnya 5% atau 3 o. Beban permanen approach span N adalah 2972 kN sedangkan approach span S 989 kN. Hal ini menunjukan bahwa gaya horizontal yang bekerja pada main bridge bagian N lebih besar dibandingkan main bridge bagian S. Skenario 5 dibuat dengan simulasi peningkatan gaya kabel hingga dicapai deformasi dek yang cenderung simetris. Gaya kabel pada bagian S dibuat cenderung lebih besar dari pada bagian N untuk meningkatkan kekakuan total bagian jembatan S sehingga displacement yang terjadi pada bagian S dapat diperkecil. Simulasi deformasi skenario 5 dapat dilihat pada Gambar 18.

Gambar 18 Simulasi permodelan skenario 5 Berdasarkan Gambar 18, struktur dipaksa untuk mencapai kondisi deformasi dek mendekati simetris maka yang terjadi adalah pylon berdeformasi ke arah S.

20 Deformasi pylon yang terjadi adalah 0.04142 m arah longitudinal, 0.00712 m arah transversal, dan -0.00901 arah vertikal. Deformasi yang besar akan membuat penampang pylon kedalam kondisi tarik dimana pylon tidak didesain untuk menerima tegangan tarik yang besar. Gaya kabel dan deformasi dek yang terjadi pada skenario 5 dapat dilihat pada Lampiran 8.

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan penelitian yang dilakukan, maka dapat diambil dua kesimpulan, yaitu: 1. Gaya kabel optimal didapatkan pada skenario 4b dengan displacement maksimal sebesar 0.0228 m pada kabel S11. 2. Nilai kekakuan struktur meningkat sebanding dengan meningkatnya gaya kabel. Kekakuan struktur terbesar terjadi pada skenario 5 dengan nilai kekakuan 235535 ton/m. Adanya perbedaan kekakuan struktur bagian N dan S membuat deformasi yang terjadi pada struktur tidak simetris. Deformasi dek cenderung simetris didapat saat skenario 5 dengan displacement yang besar pada pylon. Saran Struktur perlu dipermodelkan dengan iterasi perhitungan gaya kabel yang lebih banyak sehingga tidak terbatas pada 5 skenario yang sudah dimodelkan. Pembebanan servis dan ultimate perlu dilakukan dalam simulasi permodelan. Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui kapasitas layan dan kapasitas ultimate komponen struktur dengan kondisi gaya optimal yang diberikan.

DAFTAR PUSTAKA [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2002. Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung. Indonesia: SNI 02-1726-2002. BSN [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2004. Perencanaan struktur beton untuk jembatan. Indonesia: SNI T-12-2004. BSN [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2005. Standar pembebanan untuk jembatan. Indonesia: RSNI T-02-2005. BSN [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2008. tentang Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan. Indonesia: SNI 2833-2008. BSN Davalos E. 2000. Structural behavior of cable-stayed bridges [tesis]. Cambridge(US): Massachusetts Institute of Technology

21 Fleming JF. 1979. Nonlinear static analysis of cable-stayed bridge structures. Computers and Structures. 10(4): 621–635. Fleming JF, Zenk JD, Wethyavivorn B. 1983. Seismic analysis of cable-stayed bridges. Journal Indian Institute of Technology. 8(5): 207-214. Freire AMS, Negrão JHO, Lopes AV. 2006. Geometrical nonlinearities on the static of highly flexible steel cable-stayed bridges. Computers and Structures. 84(2006): 2128-2140 Grabow MJ. 2004. Construction stage analysis of cable-stayed bridges [tesis]. Hamburg (DE): Technische Universitӓt Hamburg-Harburg. Hardjasaputra H. 2006. Struktur Kabel: Teknologi dan Desain. Jurnal Teknik Sipil. 3(1): 1-5. Kusbimanto IW, Sitorus SRP, Machfud, Poerwo IFP, Yani M. 2013. Analisis Keberlanjutan Pengembangan Prasarana Tranpostasi Perkotaan di Metropolitan Mamminasata Provinsi Sulawesi Selatan. Jurnal Jalan Jembatan. 30(1):1-15. Lam LH, Cung NH, Nghiep VH. 2007. Optimization of cable tensioning in cablestayed bridges [internet]. [diunduh 2016 Juli 25]. Tersedia pada: htttp:// www.paper.edu.cn/download/downPaper/200711-469 Lubis DS, Herbudiman B. 2014. Kajian perilaku jembatan cable stayed terhadap variasi kemiringan lantai jembatan studi kasus: Jembatan satu, Barelang. Jurnal Online Institut Teknologi Nasional. 1(1): 1-13. Mathivat J. 1983. The Cantilever Construction of Prestressed Concrete Bridges. New York (US): Jhon Wiley & Sony Inc. Muslim F. 2012. Kajian pengaruh gempa terhadap perilaku jembatan kabel Suramadu selama tahap konstruksi dengan analisis riwayat waktu [skripsi]. Depok (ID): Universitas Indonesia. Pawitan DY, Suswanto B, Seugihardjo MH. 2013. Perancangan Ulang Jembatan Kutai Kartanegara dengan Sistem Cable Stayed. Jurnal Teknik Pomits. 1(1):1-6. Raheem SEA, Shafy YA, Seed FKA, Ahmed HH. 2012. Parametric study on nonlinear static analysis of cable stayed bridges. Journal of Engineering Sciences, Assiut University. 41(1): 1-21. Satyarno I. 2013. Pemodelan nonlinier elemen beton bertulang dalam analisis struktur. Shortcourse dan Pameran Teknik. Himpunan Ahli Konstruksi Indonesia. 21 Juni 2013. Scott JS. 1991. Dictionary of Civil Engineering. Fourth Edition. London (UK): The Penguin Books. Setiati NR, Aditya BW. 2013. Pengaruh beban-impal kapal terhadap bangunan pengaman pilar Jembatan Fender. Jurnal Jalan-Jembatan. 30(1): 34-45. Taufiq AF. 2014. Pekerjaan stretching dan penggunaan teknologi “automatic traveler” Jembatan Dr. Ir. Soekarno Manado. Laporan Kerja Praktek. Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan. Fakultas Teknik. Universitas Gajah Mada. Wang S, Fu CC. 2003. Static and stability analysis of long span cable-stayed steel bridges. A2C02 Steel Bridge. 1(1): 1-19. Whalter R. 1988. Cable-Stayed Bridges. Penerjemah. William Crozier. London (UK): Thomas Telford Ltd

22 Lampiran 1 Perhitungan pembebanan Beban Mati Komponen

A (m2)

L (m)

Approach bridge 30 m - 36 m -36 m - ext 4.5 m a. Dek 8.782 106.50 b. Diafragma internal 0.330 12.45 c. Diafragma eksternal 1.620 12.45 Closure 3 m - Main 11@ 9 m a. Dek 8.108 102.00 b. Diafragma internal 0.330 12.45 Pier table 27 m a. Dek 10.319 27 b. Diafragma internal 0.330 12.45 Main 11@ 9 m - Closure 3 m a. Dek 8.108 102.00 b. Diafragma internal 0.330 12.45 Ext 4.5 m - Approach bridge 30 m a. Dek 8.782 34.50 b. Diafragma internal 0.330 12.45 c. Diafragma eksternal 1.620 12.45 Pylon a. Pylon bottom 16.000 16.80 b. Pylon mid 10.780 24.33 c. Pylon top 5.680 22.20 d. Transverse beam mid 10.000 20.30 e. Transverse beam top 5.680 13.45 Kabel a. 22 strands 0.003 247.67 b. 31 strands 0.004 284.37 c. 37 strands 0.005 194.97 d. 55 strands 0.008 111.1 Beban Mati Tambahan Komponen Trotoar Parapet Railing Aspal

A (m2) 0.465 0.225 0.225 1.320

L (m) 372 372 372 372

Jumlah

γ (kN/m3)

W (kN)

M (ton)

1 31 4

25.5 25.5 25.5

23850 3248 2057

2431 331 210

1 34

25.5 25.5

21089 3562

2150 363

1 7

25.5 25.5

7105 733

724 75

1 34

25.5 25.5

21089 3562

2150 363

1 9 2

25.5 25.5 25.5

7726 943 1029

788 96 105

2 2 2 1 1

25 25 25 25 25

13440 13111 6305 5075 1910

1370 1337 643 517 195

4 4 4 4

78.5 78.5 78.5 78.5

245 397 325 275

25 40 33 28

Jumlah

γ (kN/m3)

W (kN)

M (ton)

2 2 2 1

22 22 8 22

7611 3683 1339 10803

776 375 137 1101

23 Lampiran 2 Spesifikasi material 1. Spesifikasi Beton Prategang Mutu beton girder prestress Kuat tekan beton Modulus elastik beton Angka Poisson Modulus geser Koefisien muai panjang untuk beton 2. Spesifikasi Baja Prategang Tegangan leleh strand Kuat tarik strand Diameter nominal strands Luas tampang nominal strands Jumlah kawat untaian (strands cable) Modulus elastis strands

K-500 fc' = 0.83*K/10 = 41.50 MPa Ec = 4700*√fc' = 30277.63 MPa ν= 0.15 G = Ec/[2*(1+ν)] = 13164.19 MPa α = 1.00E-05 / oC

fpy = fpu = Ast = Es =

1580 1860 15.24 143.3 7 193000

MPa MPa mm (0.6") mm2 kawat untaian/tendon MPa

24 Lampiran 3 Definisi komponen jembatan

General Data Bridge section name Slab material property Girder material property Number of interior girders Total width Constant girder spaceing Slab Thickness Top slab thickness (t1) Exterior Girder Data Exterior girder depth (L3) Exterior girder width at top (t3) Exterior girder width at bottom (t10) Left Overhang Data Left overhang length (L1) Left overhang thickness (t5) Right Overhang Data Right overhang length (L2) Right overhang thickness (t6) Live Load Curb Loacation Distance to inside edge of left live load curb Distance to inside edge of right live load curb

approach K500 K500 0 17 Yes

main K500 K500 0 17 Yes

pier K500 K500 0 17 Yes

0.3

0.3

0.3

1.8 1.2 1

1.5 1.2 1

2.5 1.2 1

1.18 0.2

1.18 0.2

1.18 0.2

1.18 0.2

1.18 0.2

1.18 0.2

2.5 2.5

2.5 2.5

2.5 2.5

25 Lampiran 3 Lanjutan Layout kabel

Data Kabel Kode Kabel NS11 NS10 NS9 NS8 NS7 NS6 NS5 NS4 NS3 NS2 NS1

Jumlah

Area

Strand 22 55 37 37 31 31 31 31 22 22 22

2

(mm ) 3152.60 7881.50 5302.10 5302.10 4442.30 4442.30 4442.30 4442.30 3152.60 3152.60 3152.60

Kode Kabel SS1 SS2 SS3 SS4 SS5 SS6 SS7 SS8 SS9 SS10 SS11

Jumlah

Area

Strand 22 22 22 31 31 31 31 37 37 55 22

(mm2) 3152.60 3152.60 3152.60 4442.30 4442.30 4442.30 4442.30 5302.10 5302.10 7881.50 3152.60

26 Lampiran 4 Definisi variasi ext-closure dan pier table

27 Lampiran 5 Definisi layout dan grid jembatan

28 Lampiran 6 Hasil perhitungan program: gaya kabel dan displacement Initial Load T

Δ0

Kode Kabel

(kN)

(m)

NS11 NS10 NS9 NS8 NS7 NS6 NS5 NS4 NS3 NS2 NS1 SS1 SS2 SS3 SS4 SS5 SS6 SS7 SS8 SS9 SS10 SS11

2198.16 3153.29 2995.56 2828.71 2649.99 2229.93 2289.26 2092.38 1879.10 1679.15 1490.26 1496.85 1688.51 1890.10 2108.76 2305.45 2245.25 2664.03 2843.70 3308.79 3170.62 2204.32

-0.0343 -0.0754 -0.1131 -0.1410 -0.1561 -0.1565 -0.1425 -0.1179 -0.0877 -0.0569 -0.0296 -0.0242 -0.0536 -0.0910 -0.1305 -0.1660 -0.1907 -0.1987 -0.1887 -0.1612 -0.1194 -0.0666

Tpu (%) 40 23 32 31 34 29 30 27 34 31 27 27 31 34 27 30 29 34 31 36 23 40

Sudut α o

( ) 22.875 24.048 25.444 27.129 29.186 35.571 34.595 38.512 43.705 50.530 60.021 60.021 50.530 43.705 38.512 34.595 35.571 29.186 27.129 25.444 24.048 22.875

sin α 0.389 0.408 0.430 0.456 0.488 0.582 0.568 0.623 0.691 0.772 0.866 0.866 0.772 0.691 0.623 0.568 0.582 0.488 0.456 0.430 0.408 0.389

Lo

Eeff

Kc

Kv

(m)

(Mpa)

(kN/m)

(kN/m)

119.920 111.104 101.960 93.013 84.128 75.316 66.666 58.249 50.137 42.372 35.238 35.238 42.372 50.137 58.249 66.666 75.316 84.128 93.013 101.960 111.104 119.920

192192 189382 191904 191916 192364 192146 192381 192381 192773 192773 192775 192778 192777 192777 192395 192394 192163 192374 191933 192185 189440 192199

5052.57 13434.40 9979.33 10939.97 10157.62 11333.18 12819.33 14671.73 12121.52 14342.87 17246.83 17247.09 14343.15 12121.77 14672.82 12820.19 11334.20 10158.15 10940.94 9993.97 13438.51 5052.75

763.47 2230.89 1841.99 2274.77 2415.47 3835.01 4132.50 5688.65 5786.88 8547.18 12940.59 12940.79 8547.35 5787.00 5689.07 4132.78 3835.36 2415.60 2274.97 1844.70 2231.57 763.49

Penentuan Initial T untuk iterasi berikutnya Kv kabel ke-1

12940.59

KN/m

Δ pada kabel ke-1 Kebutuhan T tambahan T pada kabel ke-1 Persen Pu 0.4Pu Diambil T

-0.0296 442.20 1932.46 35 2200 1932.46

m kN kN % kN kN

Kv kabel ke-2 Δ pada kabel ke-2 Kebutuhan T tambahan T pada kabel ke-2 Persen Pu 0.4Pu Diambil T

8547.18 -0.0569 630.00 2309.15 42 2200 2200

KN/m m kN kN % kN kN

29 Lampiran 6 Lanjutan Skenario 1 Initial T

T

Δ0

(%)

(kN)

(m)

40 23 36 31 34 29 30 27 34 40 35 35 40 34 27 30 29 34 31 36 23 40

2197.55 3101.64 3330.62 2833.43 2657.44 2241.27 2303.53 2108.28 1889.96 2208.04 1928.32 1935.04 2217.44 1990.97 2124.69 2319.83 2256.81 2671.83 2848.96 3344.48 3120.01 2204.14

-0.0286 -0.0588 -0.0834 -0.0994 -0.1049 -0.0989 -0.0824 -0.0598 -0.0368 -0.0190 -0.0100 -0.0044 -0.0149 -0.0387 -0.0705 -0.1036 -0.1307 -0.1453 -0.1453 -0.1302 -0.1021 -0.0608

Tpu (%) 40 23 36 31 34 29 30 27 34 40 35 35 40 36 27 30 29 34 31 36 23 40

Sudut α o

( ) 22.875 24.048 25.444 27.129 29.186 35.571 34.595 38.512 43.705 50.530 60.021 60.021 50.530 43.705 38.512 34.595 35.571 29.186 27.129 25.444 24.048 22.875

sin α 0.389 0.408 0.430 0.456 0.488 0.582 0.568 0.623 0.691 0.772 0.866 0.866 0.772 0.691 0.623 0.568 0.582 0.488 0.456 0.430 0.408 0.389

Lo

Eeff

Kc

Kv

(m)

(Mpa)

(kN/m)

(kN/m)

119.920 111.104 101.960 93.013 84.128 75.316 66.666 58.249 50.137 42.372 35.238 35.238 42.372 50.137 58.249 66.666 75.316 84.128 93.013 101.960 111.104 119.920

192191 189202 192201 191922 192370 192159 192392 192395 192777 192900 192896 192897 192901 192809 192409 192405 192176 192380 191939 192211 189267 192198

5052.55 13421.62 9994.80 10940.28 10157.90 11333.94 12820.09 14672.79 12121.77 14352.33 17257.64 17257.74 14352.42 12123.79 14673.85 12820.93 11334.95 10158.43 10941.27 9995.31 13426.26 5052.74

763.46 2228.76 1844.85 2274.83 2415.54 3835.27 4132.75 5689.06 5787.00 8552.82 12948.71 12948.78 8552.87 5787.97 5689.47 4133.02 3835.61 2415.66 2275.04 1844.94 2229.53 763.49

Penentuan Initial T untuk iterasi berikutnya Kv kabel ke-3 Δ pada kabel ke-3 Kebutuhan T tambahan T pada kabel ke-3 Persen Pu 0.4Pu Diambil T

5787.00 -0.0368 308.59 2198.55 40 2200 2198.55

kN/m m kN kN % kN kN


5689.06 -0.0598 546.13 2654.41 34 3100 2654.41



T

Δ0

(%)

(kN)

(m)

40 23 36 31 34 29 30 34 40 40 35 35 40 40 34 30 29 34 31 36 23 40

2195.87 3098.51 3328.27 2829.28 2650.30 2228.03 2282.09 2621.32 2185.9 2184.54 1913.49 1915.46 2187.70 2191.84 2634.35 2299.20 2247.87 2671.32 2854.09 3351.63 3130.21 2207.20

-0.0243 -0.0450 -0.0566 -0.0576 -0.0491 -0.0316 -0.0090 0.0113 0.0206 0.0169 0.0050 0.0106 0.0218 0.0206 0.0036 -0.0261 -0.0587 -0.0847 -0.0994 -0.1001 -0.0864 -0.0558

Tpu (%) 40 23 36 31 34 29 29 34 40 40 35 35 40 40 34 30 29 35 31 36 23 40

Sudut α o

( ) 22.875 24.048 25.444 27.129 29.186 35.571 34.595 38.512 43.705 50.530 60.021 60.021 50.530 43.705 38.512 34.595 35.571 29.186 27.129 25.444 24.048 22.875

sin α 0.389 0.408 0.430 0.456 0.488 0.582 0.568 0.623 0.691 0.772 0.866 0.866 0.772 0.691 0.623 0.568 0.582 0.488 0.456 0.430 0.408 0.389

Lo

Eeff

Kc

Kv

(m)

(Mpa)

(kN/m)

(kN/m)

119.920 111.104 101.960 93.013 84.128 75.316 66.666 58.249 50.137 42.372 35.238 35.238 42.372 50.137 58.249 66.666 75.316 84.128 93.013 101.960 111.104 119.920

192189 189191 192199 191917 192365 192144 192375 192685 192856 192897 192894 192894 192897 192857 192689 192389 192166 192379 191945 192216 189303 192202

5052.50 13420.82 9994.71 10940.01 10157.63 11333.06 12818.94 14694.90 12126.72 14352.09 17257.42 17257.45 14352.12 12126.79 14695.25 12819.86 11334.37 10158.41 10941.60 9995.57 13428.79 5052.83

763.46 2228.63 1844.83 2274.78 2415.47 3834.97 4132.38 5697.63 5789.37 8552.67 12948.54 12948.57 8552.69 5789.40 5697.77 4132.67 3835.42 2415.66 2275.11 1844.99 2229.95 763.51


2415.47 -0.0491 118.70 2769.00 36 3100 2769.00



2274.78 -0.0576 130.94 2960.22 32 3700 2960.22


T kabel 3 dikembalikan ke nilai awal, 34%


T

Δ0

(%)

(kN)

(m)

40 23 36 32 36 29 30 34 34 40 35 35 40 34 34 30 29 36 32 36 23 40

2195.98 3098.81 3328.81 2961.62 2792.66 2232.25 2288.65 2630.20 1863.16 2191.25 1917.68 1919.83 2194.60 1896.19 2643.14 2305.46 2251.62 2813.10 2985.67 3351.43 3129.49 2206.96

-0.0221 -0.0402 -0.0494 -0.0498 -0.0429 -0.0299 -0.0129 0.0025 0.0097 0.0084 0.0009 0.0063 0.0131 0.0095 -0.0051 -0.0297 -0.0564 -0.0776 -0.0903 -0.0918 -0.0805 -0.0530

Tpu (%) 40 23 36 32 36 29 30 34 34 40 35 35 40 34 34 30 29 36 32 36 23 40

Sudut α o

( ) 22.875 24.048 25.444 27.129 29.186 35.571 34.595 38.512 43.705 50.530 60.021 60.021 50.530 43.705 38.512 34.595 35.571 29.186 27.129 25.444 24.048 22.875

sin α 0.389 0.408 0.430 0.456 0.488 0.582 0.568 0.623 0.691 0.772 0.866 0.866 0.772 0.691 0.623 0.568 0.582 0.488 0.456 0.430 0.408 0.389

Lo

Eeff

Kc

Kv

(m)

(Mpa)

(kN/m)

(kN/m)

119.920 111.104 101.960 93.013 84.128 75.316 66.666 58.249 50.137 42.372 35.238 35.238 42.372 50.137 58.249 66.666 75.316 84.128 93.013 101.960 111.104 119.920

192190 189192 192200 192055 192457 192149 192380 192688 192767 192898 192895 192895 192898 192779 192692 192394 192170 192468 192078 192216 189301 192201

5052.51 13420.90 9994.73 10947.88 10162.49 11333.34 12819.29 14695.14 12121.15 14352.16 17257.49 17257.52 14352.19 12121.90 14695.49 12820.19 11334.62 10163.11 10949.17 9995.56 13428.61 5052.82

763.46 2228.64 1844.84 2276.41 2416.63 3835.07 4132.49 5697.72 5786.71 8552.71 12948.59 12948.61 8552.73 5787.07 5697.86 4132.78 3835.50 2416.78 2276.68 1844.99 2229.93 763.51


2228.64 -0.0402 219.74 3318.55 25 5400 3318.55



1844.84 -0.0494 212.07 3540.88 38 3700 3540.88



2276.41 -0.0498 248.74 3210.36 35 3700 3210.36



T

Δ0

(%)

(kN)

(m)

40 25 38 35 36 29 30 34 34 40 35 35 40 34 34 30 29 36 35 38 25 40

2194.97 3361.26 3504.16 3224.46 2775.16 2210.48 2264.03 2605.11 1847.31 2179.79 1912.13 1914.5 2183.21 1853.11 2617.27 2279.71 2228.51 2794.23 3246.99 3525.49 3390.42 2205.5

-0.0153 -0.0239 -0.0250 -0.0213 -0.0151 -0.0062 0.0051 0.0145 0.0165 0.0114 0.0016 0.0068 0.0159 0.0164 0.0073 -0.0107 -0.0311 -0.0478 -0.0594 -0.0650 -0.0621 -0.0447

Tpu (%) 40 25 38 35 36 29 29 34 34 40 35 35 40 34 34 29 29 36 35 38 25 40

Sudut α o

( ) 22.875 24.048 25.444 27.129 29.186 35.571 34.595 38.512 43.705 50.530 60.021 60.021 50.530 43.705 38.512 34.595 35.571 29.186 27.129 25.444 24.048 22.875

sin α 0.389 0.408 0.430 0.456 0.488 0.582 0.568 0.623 0.691 0.772 0.866 0.866 0.772 0.691 0.623 0.568 0.582 0.488 0.456 0.430 0.408 0.389

Lo

Eeff

Kc

Kv

(m)

(Mpa)

(kN/m)

(kN/m)

119.920 111.104 101.960 93.013 84.128 75.316 66.666 58.249 50.137 42.372 35.238 35.238 42.372 50.137 58.249 66.666 75.316 84.128 93.013 101.960 111.104 119.920

192188 190003 192314 192267 192446 192123 192360 192679 192761 192896 192894 192894 192897 192764 192683 192373 192144 192458 192282 192326 190079 192200

5052.48 13478.46 10000.65 10959.96 10161.95 11331.85 12817.94 14694.44 12120.78 14352.04 17257.40 17257.44 14352.07 12120.92 14694.78 12818.81 11333.09 10162.54 10960.82 10001.29 13483.81 5052.78

763.45 2238.20 1845.93 2278.93 2416.50 3834.56 4132.05 5697.46 5786.53 8552.64 12948.53 12948.56 8552.66 5786.59 5697.59 4132.33 3834.98 2416.64 2279.10 1846.05 2239.09 763.50


2238.20 -0.0239 131.24 3492.50 26 5400 3492.50



1845.93 -0.0250 107.46 3611.62 39 3700 3611.62



5786.53 0.0165 -137.77 1709.54 31 2200 1709.54


33 Lampiran 6 Lanjutan Skenario 4a Initial T

T

Δ0

Tpu

Sudut α o

sin α 0.389 0.408 0.430 0.456 0.488 0.582 0.568 0.623 0.691 0.772 0.866 0.866 0.772 0.691 0.623 0.568 0.582 0.488 0.456 0.430 0.408 0.389

(%)

(kN)

(m)

(%)

( )

40 26 38 39 36 29 30 34 31 40 35 35 40 31 34 30 29 36 39 38 26 40

2195.05 3493.98 3500.73 3589.23 2769.84 2205.23 2260.10 2603.62 1683.25 2182.10 1914.25 1919.11 2188.56 1691.36 2617.15 2275.21 2221.21 2785.99 3607.89 3518.30 3518.13 2203.88

-0.0105 -0.0124 -0.0074 -0.0002 0.0051 0.0098 0.0153 0.0188 0.0164 0.0098 0.0004 0.0057 0.0145 0.0166 0.0120 0.0000 -0.0144 -0.0266 -0.0372 -0.0462 -0.0495 -0.0390

40 26 38 39 36 28 29 34 31 40 35 35 40 31 34 29 29 36 39 38 26 40

22.875 24.048 25.444 27.129 29.186 35.571 34.595 38.512 43.705 50.530 60.021 60.021 50.530 43.705 38.512 34.595 35.571 29.186 27.129 25.444 24.048 22.875

Lo

Eeff

Kc

Kv

(m)

(Mpa)

(kN/m)

(kN/m)

119.920 111.104 101.960 93.013 84.128 75.316 66.666 58.249 50.137 42.372 35.238 35.238 42.372 50.137 58.249 66.666 75.316 84.128 93.013 101.960 111.104 119.920

192188 190327 192312 192468 192443 192117 192357 192678 192685 192896 192894 192895 192897 192689 192683 192369 192136 192453 192476 192322 190381 192198

5052.48 13501.45 10000.54 10971.42 10161.78 11331.48 12817.71 14694.40 12115.95 14352.06 17257.44 17257.51 14352.13 12116.24 14694.78 12818.56 11332.59 10162.29 10971.89 10001.07 13505.27 5052.73

763.45 2242.02 1845.91 2281.31 2416.46 3834.44 4131.98 5697.44 5784.22 8552.66 12948.55 12948.61 8552.70 5784.36 5697.59 4132.25 3834.81 2416.58 2281.40 1846.01 2242.66 763.49

*dilanjutkan perhitungan skenario 4b dengan iterasi pada gaya kabel 3,8,9, dan 10 hingga mendapatkan kondisi optimal

34 Lampiran 7 Gaya kabel dan displacement simulasi skenario 4b dan 5 Skenario 4b Kode Kabel NS11 NS10 NS9 NS8 NS7 NS6 NS5 NS4 NS3 NS2 NS1 SS1 SS2 SS3 SS4 SS5 SS6 SS7 SS8 SS9 SS10 SS11

Skenario 5 T (kN) 2193.37 5104.76 3398.50 3299.22 2759.93 2197.77 2256.83 2605.62 1523.58 1915.05 1921.78 1906.98 1900.10 1516.24 2609.17 2272.24 2220.70 2785.78 3329.09 3424.73 5137.05 2203.87

Δv (m) -0.0016 0.0043 0.0082 0.0083 0.0047 0.0008 -0.0008 -0.0016 -0.0043 -0.0062 -0.0073 -0.0078 -0.0022 -0.0048 -0.0041 -0.0042 -0.0064 -0.0094 -0.0152 -0.0204 -0.0222 -0.0228

Kode Kabel NS11 NS10 NS9 NS8 NS7 NS6 NS5 NS4 NS3 NS2 NS1 SS1 SS2 SS3 SS4 SS5 SS6 SS7 SS8 SS9 SS10 SS11

T (kN) 2210.67 5178.84 3471.10 2972.95 2670.79 2322.12 2323.10 2173.40 1966.02 2114.17 2110.68 2087.19 2181.70 1878.62 2068.59 2269.46 2271.58 2774.31 3372.88 3576.23 5268.99 2188.99

Δv (m) -0.0054 -0.0036 -0.0038 -0.0061 -0.0081 -0.0071 -0.0024 0.0036 0.0075 0.0069 0.0015 0.0017 0.0069 0.0060 0.0016 -0.0035 -0.0068 -0.0069 -0.0069 -0.0099 -0.0167 -0.0210

35 Lampiran 8 Contoh perhitungan Perhitungan initial load (contoh: gaya kabel 11) Wd = 142.78 kN Δl = 9 m α = 22.875o sin α = 0.389 Pu kabel 11 = 5500 MPa 𝑊𝑑 . 𝛥𝑙 sin 𝛼 142.78 . 9 𝑇= 0.389 T = 3305.67 kN 0.4 Pu = 2200 Kn < T 𝑇=

Sehingga diambil nilai T inisial adalah 2200 kN Perhitungan gaya kabel yang dibutuhkan (contoh: gaya kabel 1 skenario 1) Eo = 193000 MPa α = 60.021o sin α = 0.866 Lo = 35.238 m γs = 78.5 kN/m3 A = 3152.6 mm2 Δv = -0.0296 m T = 1490.26 kN 𝐸𝑒𝑓𝑓 = 𝐸𝑒𝑓𝑓 =

𝐸0 1 𝐴𝐸 𝑊𝐿 2 1 + 12 . 𝑇 0 ( 𝑇 0 )

2 3152.6 78.5 . . 35.238 1 3152.6 . 193000 106 1 + 12 . ( ) 3 1490.26 1490.26 . 10

Eeff = 192192 MPa 𝐴 . 𝐸𝑒𝑓𝑓 𝐿 3152.6 . 192192 𝐾𝑐 = 35.238 . 103 Kc = 17246.83 kN/m 𝐾𝑐 =

193000

36 Lampiran 8 Lanjutan 𝐾𝑣 = 𝐾𝑐 . sin2 𝛼 𝐾𝑣 = 17246.83 . 0.8662 Kv = 763.47 kN/m 𝛥𝑣 . 𝐾𝑣 sin 𝛼 0.0296 . 763.47 𝛥𝑇 = 0.866 ΔT = 442.2 kN 𝛥𝑇 =

𝑇 ′ = 𝑇 + 𝛥𝑇 𝑇 ′ = 1490.26 + 442.2 T = 1932.46 kN Perhitungan kekakuan (contoh: skenario 1) T = 1.6764 detik m = 16362 ton 𝑚 𝑘 𝑚 𝑇 2 = (2𝜋)2 . ( ) 𝑘 𝑚 2 𝑘 = (2𝜋) . ( 2 ) 𝑇 16362 2 ( ) 𝑘 = (2𝜋) . 1.63622 𝑇 = 2𝜋√

k = 230023 ton/m

37 Lampiran 9 Hasil deformasi semua skenario Awal (Initial)

Skenario 1

Skenario 2

Skenario 3

38 Lampiran 9 Lanjutan Skenario 4

Skenario 4a

Skenario 4b

Skenario 5

Lampiran 10 Shop Drawing Jembatan Dr. Ir. Soekarno

SATUAN

SKALA

NO. GAMBAR

PENULIS

KETERANGAN

MM

-

A - 01

Hamzah Arief F44120001

Concrete Dimension

Jembatan Dr. Ir. Soekarno Manado

NAMA PROYEK

PT. Amythas Expert & Ass.

SUMBER GAMBAR

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Lampiran 10 Lanjutan

SATUAN

SKALA

NO. GAMBAR

PENULIS

KETERANGAN

MM

-

A - 02

Hamzah Arief F44120001

Bridge Layout

Jembatan Dr. Ir. Soekarno Manado

NAMA PROYEK

PT. Amythas Expert & Ass.

SUMBER GAMBAR

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

43

RIWAYAT HIDUP

Hamzah Arief lahir di Jakarta, 7 September 1994 dari pasangan Bapak Achmad Buchori Jhon dan Ibu Tri Margiasih sebagai anak kedua dari tujuh bersaudara. Penulis memulai pendidikan di SD Strada St. Paulus (2000-2006), kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 30 Jakarta (2006-2009) dan SMA Negeri 18 Jakarta (2009-2012). Pada tahun 2012, penulis diterima sebagai mahasiswa di program studi Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Selama kuliah, penulis aktif dalam beberapa kegiatan organisasi. Penulis menjadi staf Departemen Apresiasi Seni dalam BEM FATETA IPB pada tahun 2013-2014. Pada tahun 2014-2015 penulis menjadi staf di Departemen Research and Education Development, Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB. Selain itu, penulis juga aktif dalam kegiatan kepanitiaan seperti panitia Masa Perkenalan Fakultas 2014, Masa Perkenalan Departemen SIL (PONDASI) 2014, Indonesian Civil and Environmental Festival (ICEF) IPB pada tahun 2013, 2014, dan 2015. Penulis terdaftar sebagai penerima beasiswa BIDIKMISI periode 2012-2016. Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Lapangan pada tahun 2015 di PT Adhi Karya (Persero) dalam pelaksanaan proyek pembangunan Jalan Layang Khusus Busway Tandean-Ciledug Paket Tandean, Jakarta. Laporan praktik lapangan disusun di bawah bimbingan Bapak Muhammad Fauzan, S.T., M.T., Bapak Sesde Asrul Stani, S.T., dan Bapak Irfan Maulana, S.T. berjudul “Quality Control pada Sub-struktur Proyek Pembangunan Jalan Layang Kapten Tandean – Blok M – Cileduk Paket Tandean, PT. Adhi Karya (persero) tbk.”.

KAJIAN GEOMETRI NON LINIER STRUKTUR JEMBATAN CABLE-STAYED (STUDI KASUS JEMBATAN DR. IR. SOEKARNO MANADO) HAMZAH ARIEF

Recommend Documents