JURUSAN DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL – FTSP ITS SURABAYA
MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO-KALITIDU DENGAN SYSTEM BUSUR BOX BAJA DI KABUPATEN BOJONEGORO
Oleh :
M. ZAINUDDIN 3111 040 511
Dosen Pembimbing :
Ir. IBNU PUDJI RAHARJO, MS
LATAR BELAKANG Kebutuhan sarana dan prasarana dalam mempercepat akses transportasi antar daerah. Tujuan dari pembangunan jembatan tersebut bagi masyarakat kota Bojonegoro.
Alasan dipilihnya konstruksi busur dalam pembangunan jembatan malo – kalitidu Kelebihan dari pemilihan konstruksi jembatan rangka busur dibandingkan sistem konstruksi jembatan bentang panjang lain.
PERMASALAHAN Bagaimana melakukan perencanaan modifikasi struktur jembatan HM Santoso meliputi dimensi profil baja, perletakan, kepala jembatan dan pondasi.
MAKSUD & TUJUAN Merencanakan dimensi profil baja, perletakan, kepala jembatan dan pondasi untuk jembatan HM Santoso.
BATASAN MASALAH Perencanaan disini hanya membahas dari segi teknis saja, tidak dilakukan analisa dari segi biaya dan waktu. Tidak memperhitungkan kondisi beban pada waktu metode pelaksanaan. Perhitungan sambungan dibatasi pada bagian-bagian tertentu yang dianggap mewakili keseluruhan.
METODOLOGI Mengumpulkan dan mempelajari data dan literatur yang berkaitan dengan proses perencanaan. Mendesain lay out awal jembatan.
Menentukan jenis pembebanan yang bekerja pada jembatan. Analisa struktur utama jembatan.
Kontrol terhadap kekuatan dan kestabilan struktur. Merencanakan struktur bawah jembatan. Menuangkan bentuk dan analisa dalam gambar teknik
DATA EKSISTING DATA UMUM JEMBATAN Nama jembatan Lokasi Tipe jembatan
Lebar jembatan Tinggi fokus Tinggi bebas Tinggi konstruksi Bentang jembatan
: Jembatan H.M Santoso : Desa malo-kalitidu, kabupaten Bojonegoro : Kombinasi jembatan balok pratekan dan busur : 9,7 meter : 32,783 meter : 1,25 meter : 4,85 meter : - 30,66 meter (pratekan) - 127,992 meter (busur)
LAY OUT AWAL JEMBATAN
DATA MODIFIKASI DATA PERENCANAAN
Lebar jembatan
: 10,5 meter
Tinggi fokus
: 26,82 meter
Tinggi tampang
: 2,5 meter
Tinggi bebas
: 1,5 meter
Tinggi konstruksi
: 1,162 meter
Bentang jembatan
: 189,312 meter (busur)
Struktur utama
: box baja
1.
DATA BAHAN Beton Kuat tekan (fc’) = 35 MPa
Kuat tekan tiang pancang menggunakan (fc’) = K600 2. Baja Tulangan baja dengan kuat leleh (fy) = 360 MPa Profil baja BJ 50 • Tegangan leleh (fy) = 290 MPa • Tegangan putus (fu) = 500 MPa
LAY OUT MEMANJANG MODIFIKASI JEMBATAN
18931.2
Abutment Plat Injak Wing Wall TKYT = 3 m TB = 1,5 m
MAB = 7 m MAN = 5 m
TAMPAK MEMANJANG
PEMBEBANAN PADA STRUKTUR UTAMA
BEBAN TETAP
BEBAN LALU–LINTAS
BERAT SENDIRI
BEBAN MATI TAMBAHAN
1. BERAT PROFIL 2. BERAT ASPAL 3. BERAT PLAT BETON
1. BERAT TROTOAR 2. BERAT SANDARAN 3. BERAT AIR HUJAN
BEBAN LAJUR “D”
BEBAN LINGKUNGAN
BEBAN ANGIN
BEBAN TRUCK
BEBAN PEJALAN KAKI
BEBAN GEMPA
KOMBINASI BEBAN Kombinasi
Kombinasi beban
I
M + H + Ta
II
M + Ta + Gg + A
III
Kombinasi I + Rm + Gg + A
IV
M + Ta + Hg + Tag
V
M + Hg + Gg + A
VI
M + Ta
(Sumber : B. Supriyadi, 2000)
PRELIMINARY DESAIN Bentang jembatan memiliki panjang 189,312m Jarak tiap gelagar melintang terdiri dari 34 segmen @ 5,568m Profil gelagar memanjang WF 400 x 300 x 10 x 16 Lebar jembatan 10,5m
Jarak tiap gelagar memanjang @1,75m Profil gelagar melintang WF 900 x 300 x 18 x 34 Profil Busur berupa Box Baja 2500.2000.30
PERENCANAAN LANTAI KENDARAAN Tebal minimum pelat lantai kendaraan (SNI T-12-2004 ps. 5.5.2) d
≥ 200 mm
d
≥ 100 + 0,04 (b) = 100 + 0,04 (1750) = 170 mm
Dimana : d
= tebal pelat lantai kendaraan
b1
= jarak antar tumpuan
Maka digunakan tebal pelat lantai sebesar 250 mm.
ANALISA PEMBEBANAN LANTAI KENDARAAN
1. Akibat Beban Mati • Berat sendiri pelat = 0,25 x 1,75 x 2.400 x 1,3 = 1.365 ,00 kg/m • Berat aspal = 0,05 x 1,75 x 2.200 x 1,3 = 250,25 kg/m • Beban air hujan = 0,05 x 1 x 1000 = 50,00 kg/m Total beban mati (QdU) = 1.665,25 kg/m
2. Akibat Beban Hidup • Beban truck
= (1+0,3) x 11,25 x1,75 x 1,8 Total Beban hidup (Tu)
= 46,07 ton = 46.068 kg
ANALISA PEMBEBANAN (lanjutan) Momen akibat beban mati : MD = 1/10 x QdU x b2 = 1/10x 1665,25 x 1,752 = 509,98 kgm
Momen akibat beban hidup : S + 0,6 x Tu = 0,8 x 10 Mu = MD + ML = 5.458,98 kgm
ML = 0,8 x
1,75 + 0,6 10
x 26..325 = 4..949 kgm
Penulangan Pelat Lantai Hasil perhitungan pelat lantai berdasarkan SNI 03 – 2847 – 2002 pers.(3) psl 12.3.3. Tulangan Arah Melintang : As = 2.888 mm2 ; pakai D18 – 100 = 3.142 mm2 As’ = 1.672 mm2 ; pakai D16 – 120 = 1.676 mm2 Tulangan Arah Memanjang / Susut : Asmin = 337,5 mm2 ; pakai D13– 200 = 663,66 mm2
ANALISA PEMBEBANAN (lanjutan) 1. Akibat Beban Mati • • • •
Berat pelat beton Berat aspal Berat bekisitng Berat sendiri balok
MD =
1 8
= 0,25 x 1,75 x 2.400 x 1,3 = 0,05 x 1,75 x 2.200 x 1,3 = 50 x 1,75 x 1,4 = 107 x 1,1 Total beban mati (QdU)
x QdU x L2 =
= 1.365,00 kg/m = 250,25 kg/m = 122,50 kg/m = 117,70 kg/m = 1.855,45 kg/m
7.169,83 kgm
2. Akibat Beban Hidup • Beban UDL • Beban KEL
= 5,21x 1,75 x 1,8 = 16,42 Kn/m = 1642,13 kg/m = (1 + 0,3) x 4.400 x 1,75 x 2 = 20.020 kg
ANALISA PEMBEBANAN (lanjutan) GELAGAR MEMANJANG qL1
C A
1/4P
ML1 =
1 x QL x L2 + 8
3. Akibat Truck ML2 =
B
(m)
1 x P1 x L = 4
gp.Mc
34.236,56 kgm
STRUKTUR UTAMA Data perencanaan : f = 26,82 m
→ syarat : 1/6 < f/L < 1/5
h = 2,5 m
→ syarat : 1/40 < h/L < 1/25
A. Hool & W.S Kinne
Hasil perhitungan panjang batang penggantung : Diperoleh dari hitungan persamaan parabola : 4.f.x(L–x) L2 Yn’ = Panjang batang penggantung = Yn - h
Yn =
Dari hasil perhitungan struktur utama : • Batang Penggantung : Dipakai profil Kable Strand Bridge Zinc Coated Ø 30 mm • Penampang Busur : Dipakai profil Box 2500.2000.30, Box 2250.2000.30, Box 2000.2000.30 ; BJ 50
STRUKTUR UTAMA (lanjutan) Titik X (m) Yn (m) Yn’ (m)
Titik X (m) Yn (m) Yn’ (m) 8
50,112
20,88
19,832
7
55,680
22,27
21,470
6
61,248
23,48
22,889
5,421
5
66,816
24,50
24,090
11,14
8,368
4
72,384
25,34
25,072
27,840
13,46
11,098
3
77,952
25,98
25,837
11
33,408
15,59
13,609
2
83,520
26,45
26,382
10
38,976
17,54
15,902
1
89,088
26,73
26,710
9
44,544
19,30
17,976
0
94,656
26,82
26,819
17
0
0
0
16
5,568
3,06
0
15
11,136
5,94
2,254
14
16,704
8,63
13
22,272
12
Yn’ = Panjang batang penggantung = Yn – h
STRUKTUR SEKUNDER Bentuk konstruksi sikatan angin atas diassumsikan sebagai konstruksi rangka batang bidang. Dan yang berfungsi sebagai batang horizontal adalah konstruksi busur. Gaya batang maksimum dari hasil perhitungan program SAP2000 : • Batang Vertikal
Smaks = 246741,62 kg
Hasil perhitungan dari perencanaan struktur sekunder : • Ikatan Angin Atas Batang Vertikal Pakai profil Box 1000 x 1000 x 30 x 30 ; BJ 50 • Ikatan Angin Bawah Batang Diagonal pakai profil WF 250 x 175 x 7x 11
PERHITUNGAN SAMBUNGAN Alat sambung yang digunakan adalah baut mutu tinggi Kekuatan Ijin 1 Baut : Kekuatan Geser : Vd = Φf x r1 x fU x Ab Kekuatan Tumpu : Rd = 2,4 x Φf x d x t x fU Dimana : Φf
= faktur reduksi kekuatan ( = 0,75 )
Ab = luas bruto penampang baut
d
= diameter baut
t
= tebal pelat
r1
= untuk baut tanpa ulir ( = 0,5 )
r1
= untuk baut dengan ulir ( = 0,4 )
PERHITUNGAN SAMBUNGAN (lanjutan) Gaya maksimum batang vertikal : SV = 19.756,02 kg
Pakai : baut → d = 19 mm ; A325 pelat → t = 20 mm ; BJ37
Kekuatan Ijin 1 Baut :
Kekuatan Geser : Vd = Φf x r1 x fu x Ab = 0,75 x 0,5 x 8250 x 1,131 = 8.767,22 kg
Kekuatan Tumpu : Rd = 2,4 x Φf x d x t x fu = 2,4 x 0,75 x 1,9 x 2 x 3.700 = 23.058 kg
Jumlah baut yang dibutuhkan : n =
SV Φ Rn
= 3 baut
STRUKTUR BAWAH 0.5 0.5 0.5
H
(beban rem+ gesek+gempa)
2.0
V
Pembebanan (beban mati + hidup)
Peninjauan beban:
2.5
1. Beban Primer 0.5
1. Beban Mati Ta
2.5
2. Beban Hidup 2. Beban Sekunder
1.5
1. Beban Rem 2. Beban Angin
Ø 60 cm
3. Beban Gempa 4. Tekanan Tanah
Perencanaan Abutment
Dari data-data perhitungan kombinasi, diambil kombinasi yang mempunyai nilai paling besar, yaitu kombinasi 4 : P = 1126,27 ton. Hx = 221,32 ton
Hy = 644,80 ton Mx = 1047,06 tm. My = 1862,14 tm. Nilai diatas digunakan untuk penulangan abutment, serta kebutuhan tiang pancang. Analisa daya dukung tanah
B B qL 1 0.2 γ'. .Nγ L 2
B 1 0,2 L C.Nc γ'.D.Nq
= 27,26 t/m2 Tegangan total tanah = 27,26 t/m2 Angka Keamanan : SF = qL = 1,5 < 3 ...... Not OK ; MAKA BUTUH TP qad m
PERHITUNGAN PONDASI Pile
Thick
Diameter (mm) 600
Class (mm) 100
C
PC Wire
Area of Area of
Section Effective Allowable
Steel Concrete Modulus Prestress D Numb (cm 2 ) (cm 2 ) (cm 3 ) (kg/cm 2 ) Axial(T) (mm) 9 32 20,36 1570,8 17648,4 102,89 211,6
Bending Moment Crack Ult (tm) (tm) 29 58
Sumber : Buku Daya Dukung Pondasi Dalam oleh Prof. Dr. Ir. Herman Wahyudi
Dari hasil perhitungan didapatkan jumlah tiang pancang yang diperlukan : Jumlah
= 30 buah
Diameter
= 600 mm
Kedalaman = 12 m (BH1) dan 19 m (BH-2) Daya Dukung 1 Tiang Pancang = 94,626 ton (BH-1)
DENAH DA DETAIL PONDASI My
200
100
Ø 32 - 200
200
Ø 18 - 200
Ø 18 - 400
Mx
Ø 32 - 125
A
A
Ø 32 - 280
100
100
150
150
150
150
100
y
Denah Tiang Pancang Skala 1 : 180
Ø 32 - 140
Ø 18 - 400
200
200
200
B
x
Penulangan Abutment Skala 1:110
KESIMPULAN 1. Dalam Perancangan Jembatan busur ini, didapat dimensi profil sebagai berikut :
Penampang
Dimensi Profil
Cross Girder
WF 900x300x18x34
Stringer
WF 400x300x10x16
Hanger
Kable Strand Ø 30 mm
Struktur Busur
Box 2500.2000.30, Box 2250.2000.30,Box 2000.2000.30
Top Bracing
Box 1000.1000.30 (Horizontal)
Bottom Bracing
WF 250x175x7x11
2. Dimensi Abutment berupa konstruksi dinding penuh setebal 2m, dengan lebar 12m yang ditumpu oleh tiang pancang dengan D 60cm, mutu beton K600. 3. Perletakan berupa sendi saja. 4. Dengan pemakaian bentuk busur, maka diharapkan momen lentur yang terjadi dapat dikurangi, sehingga pemakaian bahan baja lebih ekonomis.
