KONTROL PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN BETON PRATEGANG SEI BELUMAI PADA JALAN AKSES NON TOL BANDARA KUALANAMU TUGAS AKHIR

KONTROL PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN BETON PRATEGANG SEI BELUMAI PADA JALAN AKSES NON TOL BANDARA KUALANAMU

TUGAS AKHIR

Ditulis Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan

oleh CARLOS MANUEL SIHITE NIM: 1005131004

PROGRAM STUDI TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014

ABSTRAK KONTROL PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN BETON PRATEGANG SEI BELUMAI PADA JALAN AKSES NON TOL BANDARA KUALANMU Oleh CARLOS MANUEL SIHITE NIM: 1005131004

Jembatan beton prategang Sei Belumai merupakan penghubung jalan akses non tol menuju Bandara Internasional Kualanamu, Sumatera Utara. Jembatan ini memilki bentang 41 meter, dengan lebar 10.5 meter. Perhitungan struktur jembatan bertujuan untuk mendapatkan kebutuhan tendon pada balok utama dan tulangan setiap elemen-elemen lainya. Pembebanan dan analisa perhitungannya didasarkan “Standar Pembebanan untuk Jembatan, RSNI-T-02-2005. Untuk perencanaan elemen struktur mengacu pada ‘RSNI-T-12-2004’. Dari hasil perhitungan dan pembahasan didapatakan: Tulangan pelat lantai untuk tulangan lentur negatif D19-200 mm dan tulangan lentur positif D16-150 mm, tulangan pelat injak arah melintang D13-100 mm, untuk arah memanjang D16100 mm. Jumlah tendon untuk balok girder sebanyak 4 tendon dengan 70 strands, jumlah tendon untuk balok diafragma adalah 2 tendon. Tulangan abutment jembatan untuk back wall bawah diapakai tulangan D19-150 mm, untuk back wall atas dipakai tulangan D13-250 mm, untuk breast wall dipakai tulangan 2 x D25 jarak 150 mm, untuk wing wall vertikal dipakai tulangan 2 x D-25 jarak 100 mm, dan untuk wing wall horizontal dipakai tulangan D-16 jarak 150 mm, untuk pile cap dipakai tulangan D-25 jarak 100 mm. Daya dukung tiang pancang dengan data N-SPT pada kedalaman 22 meter setelah dikurangi berat sendiri dan efisiensi grup tiang adalah 1444.20 kN, lebih kecil dari beban maksimum yang harus ditanggung satu tiang sebesar 1047.40 kN sehingga dikatakan aman. Kata kunci: Jembatan, Prategang

KATA PENGANTAR Puji dan syukur Kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat dan karuniaNya sehingga Laporan Tugas Akhir (TA) ini dapat diselesaikan dengan baik. Laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat guna menyelesaikan pendidikan Diploma IV Jurusan Teknik Sipil Program Studi Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang terlibat secara langsung maupun tidak langsung dan yang telah memberikan dorongan, semangat, bimbingan, serta pengarahan selama penyusunan laporan Tugas Akhir, yaitu kepada: 1. M. Syahruddin, ST. MT. selaku Direktur Politeknik Negeri Medan 2. Ir. Samsudin Silaen, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan 3. Amrizal, M.T. selaku Ketua Program Studi DIV Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan Politeknik Negeri Medan 4. Ir. Marojahan Koster Silaen, M.T. selaku Wali Kelas TPJJ VIII-A Politeknik Negeri Medan 5. Parman, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir dan penuntun penulis dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir 6. Drs. Tarbiyatno, M.T selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang selalu memberi arahan dan motivasi 7. Seluruh Dosen dan Pegawai Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan 8. Kepada kedua Orangtua penulis yang selalu setia mendukung baik dalam doa, moril, maupun materi 9. Kepada Saudara-saudara penulis Bang Yanto Sihite, Kak Yanti Sihite, dan Adik Ayu Sihite, yang selalu memberi dukungan dan semangat 10. Teman-teman Mahasiswa Teknik Sipil, terkhusus teman-teman TPJJ angkatan 2010 yang telah banyak membantu, dan

11. Kepada seluruh pihak-pihak yang telah turut membantu yang tidak dapat Penulis sebutkan satu persatu. Penulisan Laporan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan untuk itu diharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan Laporan Ini. Akhir kata kiranya Tuhan Yang Maha Esa melimpahkan kasih dan rahmatNya sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat menambah pengetahuan pembaca. Medan,

September 2014

Penulis,

Carlos Manuel Sihite NIM 1005131004

DAFTAR ISI ABSTRAK .............................................................................................................. i KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xix BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Tinjauan Umum ..................................................................................... 1 1.2 Latar Belakang....................................................................................... 1 1.3 Rumusan Masalah ................................................................................. 2 1.4 Tujuan .................................................................................................... 2 1.5 Manfaat .................................................................................................. 3 1.6 Batasan Masalah .................................................................................... 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Jembatan ................................................................................................ 4 2.2 Desain Tipe Jembatan............................................................................ 4 2.3 Bagian Struktur Jembatan...................................................................... 5 2.3.1 Struktur Bangunan Atas .............................................................. 5 2.3.2 Struktur Bangunan Bawah Jembatan .......................................... 5 2.4 Pembebanan Struktur Jembatan ............................................................ 5 2.4.1 Aksi dan Beban Tetap ................................................................. 5 2.4.1.1 Beban Akibat Berat Sendiri ........................................... 6 2.4.1.2 Beban Mati Tambahan .................................................. 7 2.4.1.3 Pengaruh Penyusutan dan Rangkak............................... 8 2.4.1.4 Pengaruh Prategang ....................................................... 8 2.4.1.5 Tekanan Tanah .............................................................. 8 2.4.2 Beban Hidup ............................................................................. 10 2.4.2.1 Beban lajur “D” ........................................................... 10 2.4.2.2 Beban Truk “T” ........................................................... 12

2.4.2.3 Faktor Beban Dinamik (FBD) ..................................... 13 2.4.2.4 Beban Rem .................................................................. 14 2.4.3 Beban pada Trotoir, Kerb dan Sandaran ................................... 15 2.4.4 Aksi Lingkungan ....................................................................... 15 2.4.4.1 Beban Angin ................................................................ 16 2.4.4.2 Pengaruh Temperatur .................................................. 16 2.4.4.3 Beban Gempa .............................................................. 17 2.4.5 Kombinasi pembebanan ............................................................ 18 2.5 Beton Bertulang ................................................................................... 19 2.5.1 Modulus elastisitas .................................................................... 19 2.5.2 Kuat Rencana ............................................................................ 20 2.5.3 Kuat Geser ................................................................................ 20 2.6 Beton Prategang................................................................................... 20 2.6.1 Prinsip Dasar Beton Pratekan ................................................... 21 2.6.2 Metode Prategangan Pasca Tarik (Post Tension) ..................... 23 2.6.3. Kehilangan Gaya Pratekan ........................................................ 24 2.6.3.1 Kehilangan langsung ................................................... 24 2.6.3.2 Kehilangan Tak langsung ............................................ 25 2.6.3.3 Lendutan ...................................................................... 26 2.6.4 Material untuk Beton Prategang ............................................... 27 2.6.5 Baja Prategang .......................................................................... 28 2.7 Desain Struktur Atas Jembatan .......................................................... 29 2.7.1 Perhitungan Plat Lantai Kendaraan........................................... 29 2.7.1.1 Persamaan Tiga Momen .............................................. 30 2.7.1.2 Kontrol Terhadap Lendutan Pelat Lantai .................... 31 2.7.2 Balok Melintang........................................................................ 32 2.7.3 Balok Girder.............................................................................. 32 2.7.3.1 Pengaruh Prategang ..................................................... 33 2.7.3.2 Struktur Komposit ....................................................... 33 2.8 Desain Struktur Bawah Jembatan ........................................................ 34 2.8.1 Perencanaan Abutment .............................................................. 34 2.8.1.1 Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Abutment ................... 34

2.8.1.2 Perhitungan Stabilitas Abutment ................................. 35 2.8.2 Pondasi Tiang Jembatan ........................................................... 35 2.8.2.1 Daya Dukung Tiang Pancang Dengan Data SPT ........ 35 2.8.2.2 Kapasitas Tiang Dalam Grup ...................................... 36 2.8.2.3 Beban Normal Sentris dan Momen ............................. 38 BAB 3 METEDOLOGI PENELTIAN 3.1 Data Umum ......................................................................................... 40 3.2 Data Teknis .......................................................................................... 40 3.3 Metode Pengumpulan Data ................................................................. 41 3.4 Metode Analisis ................................................................................... 41 3.5 Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 41 BAB 4 PERANCANGAN STRUKUTUR JEMBATAN 4.1 Tinjauan Umum ................................................................................... 42 4.2 Perhitungan Pelat Lantai Jembatan .................................................... 42 4.2.1 Data Data Perancangan ............................................................. 42 4.2.2 Analisis Pembebanan Slab Lantai Jembatan............................. 43 4.2.3 Momen Pada Slab Lantai .......................................................... 45 4.2.4 Pembesian Slab Lantai Jembatan .............................................. 48 4.2.5 Kontrol Lendutan Slab .............................................................. 51 4.2.6 Kontrol Tegangan Geser Ponds ................................................ 54 4.3 Perhitungan Balok Prategang (Pci Girder) .......................................... 56 4.3.1 Bahan Material .......................................................................... 57 4.3.2 Analisis Penampang Balok ....................................................... 59 4.3.3 Section Properties Balok Prategang ......................................... 60 4.3.4 Section Properties Balok Komposit.......................................... 61 4.3.5 Pembebanan Balok Prategang.................................................... 62 4.3.5.1 Berat Sendiri Balok Prategang .................................... 63 4.3.5.2 Beban Mati Tambahan ................................................ 65 4.3.5.3 Beban Lajur "D" (TD) ................................................. 65 4.3.5.4 Gaya Rem (TB) ........................................................... 66 4.3.5.5 Beban Angin (EW) ...................................................... 67

4.3.5.6 Beban Gempa (EQ) ..................................................... 69 4.3.6 Momen dan Gaya Geser Pada Balok ........................................ 70 4.3.7 Gaya Prategang, Eksentrisitas, dan Jumlah Tendon ................. 76 4.37.1 Kondisi Awal (Saat Transfer) ...................................... 76 4.3.7.2 Kondisi Akhir ............................................................... 77 4.3.8 Posisi Tendon ............................................................................ 78 4.3.8.1 Posisi Tendon di Tengah Bentang ............................... 79 4.3.8.2 Posisi Tendon Di Tumpuan ......................................... 79 4.3.9

Lintasan Inti Tendon ................................................................. 81

4.3.10 Sudut Angkur ............................................................................ 82 4.3.11 Tata Letak dan Trase Kabel ...................................................... 83 4.3.12 Kehilangan gaya Prategang....................................................... 85 4.3.12.1 Kehilangan Tegangan Pada Kabel ............................. 85 4.3.12.2 Kehilangan Tegangan Akibat Gesekan Kabel ........... 85 4.3.12.3 Kehilangan Tegangan Akibat Pemendekan Elastis ... 85 4.3.12.4 Kehilangan Tegangan Akibat Pengangkuran............. 87 4.3.12.5 Kehilangan Tak Langsung/ Time Dependent Loss .... 87 4.3.13 Tegangan Yang Terjadi Pada Penampang Balok ...................... 91 4.3.13.1 Keadaan Awal (Saat Transfer) ................................... 92 4.3.13.2 Keadaan Setelah Loss Of Prestress............................ 93 4.3.13.3 Keadaan Setelah Plat Lantai Selesai Dicor ................ 94 4.3.13.4 Keadaan Setelah Plat dan Balok Menjadi Komposit . 95 4.3.13.5 Tegangan Yang Terjadi Pada Balok Komposit.......... 96 4.3.14 Kontrol Tegangan Terhadap Kombinasi Pembebanan ........... 101 4.3.15 Pembesian End Block .............................................................. 104 4.3.15.1 Momen Statis Penampang Balok ............................. 104 4.3.15.2 Perhitungan Sengkang Untuk Bursting Force ......... 105 4.3.16 Tinjauan Terhadap Geser ........................................................ 107 4.3.17 Perhitungan Penghubung Geser (Shear Connector) ............... 112 4.3.18 Lendutan Balok ....................................................................... 115 4.3.18.1 Lendutan pada balok prestress (sebelum composit) 115 4.3.18.2 Lendutan Pada Balok Komposit .............................. 117

4.3.18.3 Kontrol Lendutan Balok Terhadap Kombinasi Beban119 4.3.19 Tinjauan Ultimit Balok Prestress ........................................... 119 4.3.20 Perencanaan Tulangan Pokok Girder ...................................... 125 4.4 Perhitungan Tulangan Balok Diafragma............................................. 127 4.4.1

Tegangan Ijin Diafragma ........................................................ 128

4.4.2

Perhitungan Gaya Pratekan Yang Dibutuhkan ....................... 129

4.4.3

Kontrol Tegangan ................................................................... 129

4.4.4 Perhitungan Tendon Balok Diafragma ................................... 130 4.4.5

Penulangan Balok Diafragma ................................................. 130

4.5 Perhitungan Pelat Injak (Aproach)...................................................... 131 4.5.1

Plat Injak Arah Melintang Jembatan ....................................... 131 4.5.1.1 Momen Pada Pelat Injak .......................................... 132 4.51.2

4.5.2

Pembesian Plat Injak Arah Melintang Jembatan ..... 133

Plat Injak Arah Memanjang Jembatan .................................... 134 4.5.2.1

Pembesian Plat Injak Arah Melintang Jembatan ..... 135

4.6 Analisis Abutment .............................................................................. 137 4.6.1 Data struktur Bawah ............................................................... 137 4.6.2

Berat Sendiri Abutment .......................................................... 138

4.6.3

Beban Mati Tambahan (MA) ................................................... 140

4.6.4

Tekanan Tanah (TA) ............................................................... 141

4.6.5

Beban Lajur "D" (TD)............................................................. 143

4.6.6

Beban Pedestrian/ Pejalan Kaki (TP) ...................................... 144

4.6.7

Gaya Rem (TB) ....................................................................... 145

4.6.8

Pengaruh Temperatur (ET) ..................................................... 146

4.6.9 Beban Angin (EW) ................................................................. 147 4.6.9.1

Angin Yang Meniup Kendaraan .............................. 149

4.6.9.2

Beban Angin Total Pada Abutment ......................... 149

4.6.9.3

Transfer Beban Angin Ke Lantai Jembatan ............. 149

4.6.10 Beban Gempa (EQ) ................................................................. 150 4.6.10.1 Beban Gempa Statik Ekivalen ................................. 150 4.6.10.2 Beban Gempa Arah Memanjang Jembatan (Arah x) 151 4.6.10.3 Beban Gempa Arah Melintang Jembatan (Arah y).. 153

4.6.10.4 Tekanan Tanah Dinamis Akibat Gempa .................. 154 4.6.11 Gesekan Pada Perletakan (FB)................................................ 156 4.6.12 Kombinasi Beban Kerja Pada Pondasi ................................... 157 4.6.13 Kontrol Stabilitas Guling ........................................................ 160 4.6.13.1 Stabilitas Guling Arah X .......................................... 161 4.6.13.2 Stabilitas Guling Arah Y .......................................... 162 4.6.14 Kontrol Stabilitas Geser .......................................................... 163 4.6.14.1 Stabilitas Geser Arah X ........................................... 163 4.6.14.2 Stabilitas Geser Arah Y ........................................... 164 4.6.15 Analisis Beban Ultimit ............................................................ 164 4.6.15.1 Pile Cap ................................................................... 164 4.6.15.2 Breast Wall............................................................... 167 4.6.15.3 Back Wall ................................................................. 175 4.6.15.4 Back Wall Atas ......................................................... 178 4.6.15.5 Wing Wall................................................................. 181 4.6.16 Penulangan Abutment ............................................................. 184 4.6.16.1 Back Wall Bawah ..................................................... 184 4.6.16.2 Back Wall Atas ......................................................... 186 4.6.16.3 Wing Wall................................................................. 188 4.6.16.3 Breast Wall............................................................... 193 4.7 Analisis Pondasi Tiang Pancang ......................................................... 195 4.7.1

Data Pondasi Tiang Pancang .................................................. 195

4.7.2

Daya Dukung Aksial ijin tiang ............................................... 195

4.7.3

Effisiensi daya dukung kelompok tiang .................................. 198

4.7.4

Analisis Desain Pondasi .......................................................... 199

4.7.5

4.7.4.1

Gaya Aksial Pada Tiang Pancang ............................ 200

4.7.4.2

Kontrol Daya Dukung Ijin Tiang Pancang .............. 201

Pembesian Pile Cap ................................................................ 202 4.7.5.1

Gaya Aksial Ultimit Pile Cap .................................. 202

4.7.5.2

Momen dan Gaya Geser ultimit Pile Cap ................ 204

BAB 5 PENUTUP 5.1 Simpulan ............................................................................................. 207 5.2 Saran ................................................................................................... 207

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1

Tambahan Beban Hidup ............................................................. 9

Gambar 2.2

Distribusi beban “D” yang bekerja pada jembatan ..................... 11

Gambar 2.3

Penyebaran Pembebanan Pada Arah Melintang ......................... 12

Gambar 2.4

Beban akibat Truk “T”.......................................................................... 13

Gambar 2.5

Faktor Beban Dinamis (DLA) untuk pembeanan lajur “D” ....... 14

Gambar 2.6

Pembagian Daerah/ Zona Gempa di Indonesia ........................... 18

Gambar 2.7

Koefisien Geser Dasar (C) Plastis Untuk Analisi Statis ............ 18

Gambar 2.8

Distribusi Tegangan Serat Pada Balok Persegi Panjang ............. 22

Gambar 2.9

Metode Pasca Tarik..................................................................... 23

Gambar 2.10 Penyebaran Beban Roda ............................................................. 31 Gambar 2.11 Tinjauan Pembebanan Terhadap Roda ....................................... 31 Gambar 2.12 Jarak Antar Tiang Pancang ......................................................... 37 Gambar 2.13 Skema Diagram Tekanan Tanah ................................................. 37 Gambar 4.1

Beban Truk “T” pada Slab Lantai ............................................... 44

Gambar 4.2

Beban yang terjadi pada slab lantai............................................. 45

Gambar 4.3

Koefisien momen akibat berbagai beban pada slab lantai .......... 46

Gambar 4.4.

tegangan pada slab lantai ............................................................ 55

Gambar 4.5

Pembesian Slab Lantai ................................................................ 55

Gambar 4.6

Struktur Atas Jembatan ............................................................... 56

Gambar 4.7

Section Propertis Balok Prategang ............................................. 57

Gambar 4.8

Tebal efektif pelat lantai ............................................................. 60

Gambar 4.9

Section Properties Balok Prategang ........................................... 60

Gambar 4.10 Section Properties Penampang Komposit Balok Prategang ....... 62 Gambar 4.11 Beban akibat Diafragma ............................................................. 63 Gambar 4.12 Berat Sendiri Balok Prategang .................................................... 64 Gambar 4.13 Beban Lajur “D” ......................................................................... 66 Gambar 4.14 Beban Rem .................................................................................. 66 Gambar 4.15 Beban Akibat Angin ................................................................... 68 Gambar 4.16 Beban Akibat Gempa .................................................................. 70 Gambar 4.17

Momen Balok Prategang............................................................ 73

Gambar 4.18

Gaya Geser Balok Prategang ..................................................... 75

Gambar 4.19 Kondisi Awal Saat Transfer ........................................................ 76 Gambar 4.20 Posisi Tendon Ditengah Bentang ................................................ 79 Gambar 4.22 Posisi Tendon Ditumpuan dan tengah bentang ........................... 80 Gambar 4.22 Lintasan inti tendon prategang .................................................... 81 Gambar 4.23 Trase Tendon .............................................................................. 84 Gambar 4.24 Lintasan Tendon.......................................................................... 84 Gambar 4.25 Tegangan pada awal saat transfer ............................................... 92 Gambar 4.26 Tegangan setelah kehilangan tegangan ....................................... 93 Gambar 4.27 Tegangan setelah Plat dan Balok menjadi komposit .................. 95 Gambar 4.28 Tegangan Akibat Berat Sendiri ................................................... 96 Gambar 4.29 Tegangan Akibat Pengaruh Temperatur ..................................... 100 Gambar 4.30 Sambungan tekan pada segmental .............................................. 104 Gambar 4.31 End Block .................................................................................... 104 Gambar 4.32 Bursting Steel .............................................................................. 105 Gambar 4.33 Sengkang Pada Bursting Zone .................................................... 106 Gambar 4.34 Gaya Geser pada Balok ............................................................... 107 Gambar 4.35 Jarak Sengkang yang digunakan ................................................. 112 Gambar 4.36 Shear Connector ......................................................................... 113 Gambar 4.37 Tulangan pada balok prategang .................................................. 127 Gambar 4.38 Pembebanan Pelat injak melintang ............................................. 132 Gambar 4.39 Pembebanan Pelat injak memanjang .......................................... 134 Gambar 4.40 Pembesian Pelat Injak ................................................................. 136 Gambar 4.41 Desain Abutment Jembatan ........................................................ 137 Gambar 4.42 Berat sendiri Abutment ............................................................... 138 Gambar 4.43 Beban Mati Tambahan ................................................................ 141 Gambar 4.44 Beban Tekanan Tanah................................................................. 142 Gambar 4.45 Beban Lajur “D” ......................................................................... 143 Gambar 4.46 Beban pada Abutment akibat lajur “D” ...................................... 144 Gambar 4.47 Pembebanan Akibat Pejalan kaki................................................ 145 Gambar 4.48 Beban Akiban Rem ..................................................................... 146 Gambar 4.49 Beban Temperatur ....................................................................... 147

Gambar 4.50 Beban Akibat Angin ................................................................... 148 Gambar 4.51 Transfer beban Angin ke Lantai Jembatan ................................. 150 Gambar 4.52 Beban Gempa pada Abutment .................................................... 152 Gambar 4.53 Tekanan tanah akibat gempa ....................................................... 155 Gambar 4.54 Beban Akibat Gesekan Pada Perletakan ..................................... 156 Gambar 4.55 Guling arah x pada Abutment ..................................................... 161 Gambar 4.56 Guling arah Y Pada Abutment .................................................... 162 Gambar 4.57 Geser arah x Pada Abutment....................................................... 163 Gambar 4.58 Berat Sendiri Breast Wall ........................................................... 167 Gambar 4.59 Tekanan Tanah Pada Breast Wall ............................................... 168 Gambar 4.60 Tekanan Tanah Pada Back wall .................................................. 175 Gambar 4.61 Gaya Gempa Statik Ekivalen Pada Back Wall ............................ 176 Gambar 4.62 Tekanan Tanah Dinamis Pada Back Wall ................................... 177 Gambar 4.63 Wingwall ..................................................................................... 181 Gambar 4.64 Gaya Geser dan Momen pada Wing Wall akibat tekanan tanah . 182 Gambar 4.65 Beban Gempa Statik Ekivalen Pada Wing Wall ......................... 183 Gambar 4.66 Diagram Interaksi........................................................................ 194 Gambar 4.67 Beban Normal sentris dan momen yang bekerja pada pondasi .. 198 Gambar 4.68 Denah Tiang Pancang ................................................................. 200 Gambar 4.69 Pile Cap Jembatan ...................................................................... 202

DAFTAR TABEL Tabel 2.1

Desain Tipe Jembatan .............................................................................. 4

Tabel 2.2

Berat Isi Untuk Beban Mati (kN/m3) ....................................................... 6

Tabel 2.3

Faktor Beban Untuk Berat Sendiri ........................................................... 7

Tabel 2.4

Faktor Beban Untuk Beben Mati Tambahan .......................................... 7

Tabel 2.5

Faktor Beban Akibat Penyusutan dan Rangkak....................................... 8

Tabel 2.6

Faktor Beban Akibat Pengaruh Prategang ............................................... 8

Tabel 2.7

Faktor Beban Akibat Tekanan Tanah ...................................................... 9

Tabel 2.8

Sifat-Sifat Untuk Tekanan Tanah .......................................................... 10

Tabel 2.9

Faktor Beban Akibat Baban Lajur “D” .................................................. 11

Tabel 2.10 Jumlah Lajur Lalulintas Rencana ........................................................... 13 Tabel 2.11

Faktor Beban Dinamis .......................................................................... 14

Tabel 2.12 Gaya Rem .............................................................................................. 14 Tabel 2.13 Faktor Beban Gaya Rem ........................................................................ 15 Tabel 2.14 Faktor Beban Akibat Pembebanan Untuk Pejalan Kaki ........................ 15 Tabel 2.15 Koefisien Seret Cw ................................................................................. 16 Tabel 2.16 Klasifikasi Jenis Tanah Untuk Penentuan Koefisien Geserdasar Gempa

17

Tabel 2.17 Kombinasi Beban Yang Lazim Untuk Keadaan Batas .......................... 19 Tabel 2.18 Koefisien Susut ...................................................................................... 26 Tabel 2.19 Tipikal Baja Prategang ........................................................................... 28 Tabel 2.20 Koefisien Perlawanan Ujung Dan Gesek ............................................... 36 Tabel 4.1

Data Data Jembatan ............................................................................... 42

Tabel 4.2

Data Bahan Perancangan Pelat Lantai ................................................... 43

Tabel 4.3

Kombinasi Pembebanan Untuk Pelat Lantai ......................................... 47

Tabel 4.4

Kombinasi-1pelat Lantai ........................................................................ 48

Tabel 4.5

Kombinasi-2 Pelat Lantai....................................................................... 48

Tabel 4.6

Data Jembatan ........................................................................................ 56

Tabel 4.7

Spesific Gravity ...................................................................................... 56

Tabel 4.8

Dimensi Balok Prategang ...................................................................... 57

Tabel 4.9

Section Properties Balok Prategang ...................................................... 60

Tabel 4.10 Section properties balok komposit......................................................... 61 Tabel 4.11 Berat Sendiri Struktur Atas .................................................................... 64 Tabel 4.12 Beban Mati Tambahan ........................................................................... 65 Tabel 4.13 Rekap Momen dan Gaya Geser Pada Balok .......................................... 70 Tabel 4.14 Rumus-Rumus Mencari Momen dan Gaya Geser Pada Balok Prategang

71

Tabel 4.15 Momen Pada Balok Prategang ............................................................... 72 Tabel 4.16 Gaya Geser Pada Balok Prategang......................................................... 74 Tabel 4.17 Posisi Baris Tendon .............................................................................. 78 Tabel 4.18 Jumlah Tendon Setiap Baris .................................................................. 79 Tabel 4.19 Momen Statis Tendon ........................................................................... 80 Tabel 4.20 Eksentrisitas Masing-Masing Tendon.................................................... 80 Tabel 4.21 Lintasan Inti Tendon .............................................................................. 81 Tabel 4.22 Sudut Angkur Masing-Masing Tendon ................................................. 82 Tabel 4.23 Trase Kabel ............................................................................................ 83 Tabel 4.24 Trase Tendon ......................................................................................... 84 Tabel 4.25 Section Properties .................................................................................. 88 Tabel 4.26 Rekap Kehilangan Gaya Prategang........................................................ 91 Tabel 4.27 Momen Yang Terjadi Akibat Temperatur .......................................... 100 Tabel 4.28 Kombinasi Pembebanan....................................................................... 101 Tabel 4.29 Kombinasi-1Pembebanan .................................................................... 102 Tabel 4.30 Kombinasi-2 Pembebanan ................................................................... 102 Tabel 4.31 Kombinasi-3 Pembebanan ................................................................... 103 Tabel 4.32 Kombinasi-4 Pembebanan ................................................................... 103 Tabel 4.33 Kombinasi-5 Pembebanan ................................................................... 103 Tabel 4.34 Gaya Prategang Akibat Jacking ........................................................... 104 Tabel 4.35 Momen Statis Luasan Bagian Bawah (Sxa) ......................................... 105 Tabel 4.36 Momen Statis Luasan Bagian Bawah (Sxb) ........................................ 105 Tabel 4.37 Jumlah Sengkang Arah Vertikal .......................................................... 106 Tabel 4.38 Jumlah Sengkang Arah Horizontal ...................................................... 107 Tabel 4.39 Jumlah Sengkang Pada Bursting Zone ................................................. 107 Tabel 4.40 Tinjauan Geser Diatas Garis Netral ..................................................... 110

Tabel 4.41 Tinjauan Geser Dibawah Garis Netral ................................................. 111 Tabel 4.42 Jarak sengkang ..................................................................................... 112 Tabel 4.43 Perhitungan Jarak Shear Connector..................................................... 114 Tabel 4.44 Kombinasi-1 Lendutan......................................................................... 118 Tabel 4.45 Kombinasi-2 Lendutan......................................................................... 119 Tabel 4.46 Kombinasi-3 Lendutan......................................................................... 119 Tabel 4.47 Kombinasi-4 Lendutan......................................................................... 119 Tabel 4.48 Kombinasi-5 Lendutan......................................................................... 119 Tabel 4.49 Gaya Tekan Beton dan Momen Nominal .................................................. 122 Tabel 4.50 Resume Momen Balok ......................................................................... 123 Tabel 4.51 Kombinasi-1 Momen Ultimit Balok .................................................... 123 Tabel 4.52 Kombinasi-2 Momen Ultimit Balok .................................................... 123 Tabel 4.53 Kombinasi-3 Momen Ultimit Balok .................................................... 123 Tabel 4.54 Kombinasi-4 Momen Ultimit Balok .................................................... 124 Tabel 4.55 Kombinasi-5 Momen Ultimit Balok .................................................... 124 Tabel 4.56 Data Tanah dan Abutment Jembatan ................................................... 137 Tabel 4.57 Berat Sendiri Struktur Atas .................................................................. 138 Tabel 4.58 Berat Sendiri Abutment ....................................................................... 139 Tabel 4.59 Beban Total Akibat Berat Sendiri ........................................................ 159 Tabel 4.60 Beban Mati Tambahan Pada Abutment ............................................... 140 Tabel 4.61 Distribusi Beban Gempa Pada Abutment ............................................ 153 Tabel 4.62 Kombinasi Beban Kerja Pada Pondasi ................................................ 157 Tabel 4.63 Kombinasi-1 Beban Kerja Pada Pondasi ............................................. 158 Tabel 4.64 Kombinasi-2 Beban Kerja Pada Pondasi ............................................. 158 Tabel 4.65 Kombinasi-3 Beban Kerja Pada Pondasi ............................................. 159 Tabel 4.66 Kombinasi-4 Beban Kerja Pada Pondasi ............................................. 159 Tabel 4.67 Kombinasi-5 Beban Kerja Pada Pondasi ............................................. 160 Tabel 4.68 Rekapitulasi Kombinasi Pembebanan.................................................. 160 Tabel 4.69 Stabilitas Guling Arah X Pada Berbagai Kombinasi Beban ................ 161 Tabel 4.70 Stabilitas Guling Arah Y Pada Berbagai Kombinasi Beban ................ 162 Tabel 4.71 Stabilitas Geser Arah X Pada Berbagai Kombinasi Beban.................. 164 Tabel 4.72 Stabilitas Geser Arah Y Pada Berbagai Beban .................................... 164

Tabel 4.73 Kombinasi Beban Pada Pile Cap ......................................................... 164 Tabel 4.74 Kombinasi-1 Beban Pada Pile Cap...................................................... 165 Tabel 4.75 Kombinasi-2 Beban Pada Pile Cap...................................................... 165 Tabel 4.76 Kombinasi-3 Beban Pada Pile Cap...................................................... 166 Tabel 4.77 Kombinasi-4 Beban Pada Pile Cap...................................................... 166 Tabel 4.78 Kombinasi-5 Beban Pada Pile Cap...................................................... 167 Tabel 4.79 Rekap Kombinasi Beban Ultimit Pile Cap .......................................... 167 Tabel 4.80 Bagian-bagian breast wall .................................................................... 168 Tabel 4.81 Momen Pada Abutment ....................................................................... 170 Tabel 4.82 Rekap Beban Kerja Breast Wall .......................................................... 171 Tabel 4.83 Kombinasi Beban Ultimit Breast Wall ................................................ 172 Tabel 4.84 Kombinasi-1 Beban Ultimit Breast Wall ............................................. 172 Tabel 4.85 Kombinasi-2 Beban Ultimit Breast Wall ............................................. 173 Tabel 4.86 Kombinasi-3 Beban Ultimit Breast Wall ............................................. 173 Tabel 4.87 Kombinasi-4 Beban Ultimit Breast Wall ............................................. 174 Tabel 4.88 Kombinasi-5 Beban Ultimit Breast Wall ............................................. 174 Tabel 4.89 Rekap Kombinasi Beban Ultimit Breast Wall ..................................... 174 Tabel 4.90 Beban Gempa Pada Back Wall............................................................. 176 Tabel 4.91 Beban Ultimit Back Wall Bawah ......................................................... 178 Tabel 4.92 Beban Ultimit Pada Back Wall Atas .................................................... 180 Tabel 4.93 Gaya geser dan momen pada wing wall akibat tekanan tanah ............. 182 Tabel 4.94 Gaya geser dan momen pada wing wall akibat tekanan tanah dinamis 184 Tabel 4.95 Faktor Beban Ultimit Wing Wall ......................................................... 184 Tabel 4.96 Beban Ultimit Wing Wall ..................................................................... 184 Tabel 4.97 Nilai α dan β ......................................................................................... 193 Tabel 4.98 Jumlah Tulangan Digunakan ............................................................... 194 Tabel 4.99 Besar nilai SPT Bor log 2 .................................................................... 196 Tabel 4.100 Besar nila SPT bor log 1 ...................................................................... 197 Tabel 4.101 Jarak kuadratis Tiang pancang ............................................................. 200 Tabel 4.102 Beban Maksimum dan Minimum Arah X Pada Pondasi ..................... 201 Tabel 4.103 Beban Maksimum dan Minimum Arah X Pada Pondasi ..................... 201 Tabel 4.104 Kontrol Daya Dukung Ijin Aksial Terhadap Beban Arah X ................ 201

Tabel 4.105 Kontrol Daya Dukung Ijin Aksial Terhadap Beban Arah Y ................ 202 Tabel 4.106 Kombinasi Beban Pada Pile Cap ......................................................... 202 Tabel 4.107 Momen Maksimum Pile Cap arah x .................................................... 203 Tabel 4.108 Momen Maksimum Pile Cap arah y .................................................... 203 Tabel 4.109 Momen Ultimit Pile Cap ...................................................................... 204 Tabel 4.110 Momen Tiang Pancang ........................................................................ 204

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1

Tinjauan Umum

Transportasi mempuyai fungsi memperpendek jarak, memindahkan objek dan memperlancar hubungan dua atau lebih lokasi dari lokasi lainya. Namun dalam menjalankan perannya sebagai penghubung suatu lokasi dengan lokasi lain, sering sekali jalan harus melewati rintangan-rintangan, seperti adanya aliran sungai yang memotong, daerah lembah ataupun daerah yang secara teknis kondisi geoeloginya tidak dapat dibuat jalan. Untuk itu diperlukan suatu struktur yang dapat menghubungkan antar dua titik jalan yang terputus akibat rintangan-rintangan tersebut yaitu jembatan. Jembatan adalah suatu struktur konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintanganrintangan tersebut. Perancangan jembatan yang baik dan sesuai dengan standar yang berlaku merupakan hal yang penting sehingga didapatkan konstruksi yang kuat sesuai dengan kelas jalan dan kondisi real yang ada dilapangan.

1.2 Bandar

Latar Belakang Udara

Internasional

Kualanamu

adalah

sebuah

Bandar

Udara

Internasional yang menjadi salah satu pintu masuk menuju Sumatera Utara. Bandara ini terletak 39 km dari kota Medan, dan merupakan bandara terbesar kedua di Indonesia setelah Bandar Udara Internasional Soekarno-Hatta. Pembangunan Bandar udara ini merupakan pengganti Bandar udara lama Polonia yang diangap sudah tidak mampu menampung jumlah penumpang setiap harinya. Pembangunan Bandara udara Kualanamu tentunya harus didukung akses transportasi yang memadai sehingga dapat menampung arus penumpang yang hendak menuju maupun keluar dari bandara tersebut. Berhubungan dengan hal tersebut maka pembangunan jembatan sei Belumai yang merupakan salah satu sungai yan membelah jalan menuju bandara merupakan hal yang penting agar jalan tidak terputus dan transportasi dapat berjalan lancar dan efektif. Dari uraian tersebut penulis mengangkat judul “Kontrol Perhitungan

Struktur Jembatan Beton Prategang Sei Belumai Pada Jalan Akses Non-Tol Bandara Kualanamu”.

1.3

Rumusan Masalah

Dari uraian latar belakang yang telah disebutkan, maka rumusan masalah yang ditinjau adalah sebagai berikut: 1. Bagaimana menghitung tulangan pelat lantai jembatan beton prategang? 2. Bagaimana menghitung tulangan pelat injak jembatan beton prategang? 3. Bagaimana menghitung struktur balok girder jembatan beton prategang? 4. Bagaiman menghitung struktur balok diafragma jembatan beton prategang? 5. Bagaimana menghitung tulangan abutment jembatan beton prategang? 6. Bagaimana menghitung daya dukung pondasi tiang pancang jembatan beton prategang? 7. Bagaimana menuangkan hasil bentuk desain ke dalam bentuk gambar?

1.4

Tujuan

Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk merencanakan struktur jembatan beton prategang Sei Belumai yang meliputi perhitungan struktur atas dan bawah, dengan kekuatan yang memadai sesuai dengan peraturan yang berlaku di Indonesia. Tujuan yang akan dicapai dalam penyusunan Tugas Akhir ini dapat diuraikan sebagai berikut: 1. Menghitung tulangan pelat lantai jembatan yang diperlukan 2. Menghitung tulangan pelat injak jembatan yang diperlukan 3. Menghitung jumlah tendon dan strands balok girder, serta Shear connector dan tulangan pokok balok girder yang diperlukan 4. Menghitung jumlah tendon dan tulangan pokok yang diperlukan balok diafragma jembatan 5. Menghitung tulangan abutmen jembatan yang diperlukan 6. Menghitung daya dukung pondasi jembatan 7. Menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk gambar.

1.5

Manfaat

Laporan Tugas akhir ini diharapkan bermanfaat bagi: 1. Mahasiswa yang akan membahas hal yang sama, untuk dijadikan sebagai salah satu bahan referensi; 2. Dapat memberi wawasan, khususnya kepada penulis untuk mengembangkan keterampilan dalam perencanaan jembatan beton prategang 3. Sebagai bahan refensi bagi proyek dan perusahaan atau pemilik proyek.

1.6

Batasan Masalah

Mengingat keterbatasan waktu dalam penyusunan Tugas Akhir ini, maka terdapat batasan masalah. Hal-hal yang diangkat dalam pengerjaan Tugas Akhir ini hanya meliputi: 1. Perhitungan tulangan pelat lantai jembatan; 2. perhitungan jumlah tendon, shear connector dan tulangan balok girder 3. Perhitungan jumlah tendon dan tulangan balok melintang jembatan 4. Perhitungan tulangan abutment jembatan 5. Perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang jembatan.