PENINJAUAN ULANG STRUKTUR JEMBATAN RANGKA BAJA BATU KUDO KABUPATEN SOLOK Ica, Hendri Warman, Taufik Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang E-mail :
[email protected],
[email protected] ,
[email protected] Abstrak
Dengan meningkatnya pertumbuhan penduduk, maka pertumbuhan lalu lintas juga semakin tinggi yang mengakibatkan jalur lalu lintas di Kabupaten Solok semakin padat sehingga memungkinkan akan terjadinya kemacetan lalulintas, yang disebabkan tidak layaknya lagi infrastruktur jalan untuk menampung kendaraan yang semakin padat. Jembatan Batu Kudo merupakan jembatan yang menghubungkan Jorong Bawah Duku dan Jorong Subarang. Jembatan yang ditinjau adalah jembatan dengan bentang 45m, kelas A karena memiliki lebar lantai kendaraan 7m dan trotoar 1m. Konstruksi atas jembatan berbentuk rangka batang yang terbuat dari profil baja.Peraturan yang dipakai adalah pada Standar Nasional Indonesia (SNI) T-02-2005, T-03-2005, dan Perencanaan Teknik Jembatan Bridge Management System (BMS).Analisa pembebanan menggunakan program computer.Dari hasil perhitungan gelagar memanjang menggunakan profil baja WF 400.200.7.11, gelagar melintang WF 900.300.18.28, dan untuk gelagar utama WF 400.400.11.18.Berdasarkan data SPT(Standar Penetration Test) tanah keras berada pada kedalaman 20m maka pondasi yang dipakai adalah pondasi tiang pancang dengan diameter 400mm. Kata kunci : jembatan rangka, baja, gelagar, pondasi
REVIEWBRIDGERE-STRUCTURE FRAMEWORK OFSTEEL BATUKUDODISTRICTSOLOK Ica,HendriWarman, Taufik Civil EngineeringDepartment, Civil Engineering and Planning Faculty, Bung Hatta University Padang E-mail :
[email protected],
[email protected] ,
[email protected]
Abstract
With increasing population growth, then the traffic growth is also higher traffic resulting in Solok increasingly dense making it possible impending traffic jam, caused no more infrastructure like roads to accommodate the increasingly crowded vehicle. Batu Kudo Bridge is a bridge that connects the Jorong Bawah Duku and Jorong Subarang. The bridge is a bridge that is reviewed with 45m span, class A because it has a width of 7m vehicle floor and sidewalk 1m. Construction on the bridge-shaped trusses made of steel profiles. Regulations are used in the Indonesian National Standard (SNI) T-02-2005, T-03-2005, and Planning Engineering Bridges Bridge Management System (BMS). Loading analysis using a computer program. From the calculation using the longitudinal girder steel profiles 400.200.7.11 WF, WF 900.300.18.28 transverse girder, and to the main girder WF 400.400.11.18. Based on data from SPT (Standard Penetration Test) hard ground is at a depth of 20m, the foundation used is a pile foundation with a diameter of 400mm. Keywords: truss bridge, steel, girders, foundation
1.
dilihat dari segi ekonomis, baik kekuatanya,
PENDAHULUAN Dengan perkembangan zaman dan
meningkatnya mobilitas penduduk, maka pertumbuhan lalu lintas juga semakin tinggi yang mengakibatkan jalur lalu lintas di Kabupaten Solok semakin padat sehingga memungkinkan akan terjadinya kemacetan lalu lintas dan kecelakan lalu lintas yang disebabkan tidak layaknya lagi infrastruktur jalan untuk menampung kendaraan yang semakin padat.
bahan-bahannya
maupun
pembuatanya,
karena apabila membangun dengan kuat dan kokoh tetapi tidak ekonomis maka tidak efesien. Jembatan Batu Kudo Kab.Solok merupakan jembatan lama dengan pelat lantai
masih
menggunakan
kayu.Berdasarkan lebar karakteristik muara dan
fungsi
dari
jembatan,
maka
direncanakan jembatan dengan bentang 45 m serta lebar jembatan 9 m.
Maka dari itu Pemerintah Sumatera Barat mengindentifikasi jembatan
yaitu
didaerah Kabupaten Solok yang perlu
Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah:. 1. Untuk
memahami
dan
diperhatikan karena tidak layak lagi untuk
menerapkankegiatan perencanaan dan
menampung pertumbuhan lalu lintas yang
perhitungan
semakin
selama ini dikenal melalui teori dalam
padat.Lebar
jembatan
tersebut
sangat sempit dan perlu diperlebar untuk
kuliah.
mengantipasi kemacetan dan kecelakaan lalu
2. Untuk
lintas yang mungkin terjadi. Karena jembatan merupakan salah satu alat vital bagi kelancaran lalu lintas, serta merupakan suatu bagian dari jalan raya yang berfungsi menghubungkan jalan yang terputus karena adanya rintangan seperti sungai, muara, danau, lembah, jurang dan lain-lain sebagainya, maka jembatan harus didesain kuat dantahan, tidak mudah rusak. Tetapi tidak berarti jembatan harus didesain secara kuat berlebihan.Namun juda harus
jembatan
mendapatkan
rangka
hasil
yang
akhir
perencanaan jembatan dengan desain yang memenuhi batasan keamanan dan kenyamanan yang disyaratkan.
2.
METODOLOGI
Pada perencanaan Jembatan Batu Kudo data yang digunakan adalah Data primer yaitu data yang didapat dari instansi-instansi terkait. 1. Data tanah Pengeboran init lapangan dilaksanakan sebanyak 2(dua) titik pada lokasi Koto Baru Solok, dengan kedalaman pada titik bor 1 dan bor 2 masing-masing sedalam 20 meter dari elevasi tanah setempat. Bor 1 meliputi : -
Kedalaman 0,00 s/d
2,00 m dari
permukaan tanah setempat, jenis tanah Pasir Kelanauan sedikit kerikil (SM), warna coklat tua, dengan nilai SPT sebesar 35. -
Kedalaman
4,00
s/d
10
m
dari
permukaan tanah setempat, jenis tanah Lanau sedikit pasir (ML), warna coklat keabu-abuan, dengan nilai SPT sebesar hingga besar dari 12. -
Kedalaman 10 s/d 20 m dari permukaan tanah setempat, jenis tanah Pasir kelanauan, sisipan batuan (SM), abu-abu dengan nilai SPT besar dari 55.
Bor 2 meliputi : -
Kedalaman 1,00 s/d 9,00 m dari permukaan tanah setempat, jenis tanah Lanau Kepasiran (ML), warna
-
coklat tua, dengan nilai SPT sebesar
Beban yang diperhitungkan pada plat lantai
11.
antara lain:
Kedalaman 9,00 s/d 20,00 m dari permukaan tanah setempat, jenis tanah
Pasir
Kelananau,
sisipan
batuan (SM), warna abu-abu tua, dengan nilai SPT sebesar 60.
•
Berat sendiri (QMS)
•
Berat Tambahan (QMA)
•
Beban Truk “T”
•
Beban angin
•
Temperatur Beban truk yang digunakan adalah
Berdasarkan data tanah bor 1 dan 2,
beban terpusat sebesar 50 ton.
lapisan tanah keras ditemukan pada kedalaman 13 hingga kedalaman 20 meter (nilai SPT 55) dari muka tanah setempat, maka jenis pondasi yang dipakai adalah Tiang Pancang.
yang
Perencanaan dimensi gelagar a. Perencanaan Gelagar Memanjang Beban yang digunakan antara lain beban mati, beban D dan beban T.
2. Data jembatan a. Jembatan
•
Beban D terdiri dari beban terbagi rata direncanakan
ini
(BTR) “q” yang digabung menjadi
mempunyai bentang 45 m dengan
beban garis (BGT) “p” beban terbagi
kelas I-A. lebar jalur kendaraan 7 m,
rata mempunyai inytensitas “q” Kpa,
lebar trotoar 1,0 m dan tinggi rangka
dimana besar “q” tergantung pada
6,3 m. jenis rangka yang digunakan
panjang
pada Jembatan Batu Kudo adalah
sedangkan beban garis yang dengan
Wagner.
intensitas “p” kN/m harus ditempatkan
total
yang
dibebani
“L”,
tegak lurus terhadap arah lalu lintas pada •
Perhitungan Pembebanan Besar beban
yang bekerja pada
jembatan. Besar intensitas “p” adalah 49 Kn/m.
konstruksi ditentukan berdasarkan jenis dan fungsi bangunan yang akan dikerjakan. Beban-beban yang diperhitungkan terdiri
b. Gelagar Melintang •
Beban mati: beban merata yang terdiri dari berat sendiri gelagar
dari :
melintang.
Plat lantai kendaraan •
Beban dari gelagar memanjang
-
- Beban angin
c. Perhitungan Shear Connector
f. Pondasi
Berfungsi untuk menahan agar tidak terjadi perpindahan vertikal antara baja dengan plat beton. Penempatannya harus disesuaikan dengan dengan gaya geser maksimum antara lantai beton dengan balok baja, terjadi dari berbagai kombinasi beban. d. Perhitungan sambungan Karena terbatasnya panjang suatu profil baja panjang profil baja maksimum ± 12 m. maka kadang dalam satu bentang jembatan, gelagar baja harus
Gaya rem
disambung dengan
Pondasi adalah suatu konstruksi bagian dasar atau bagian terendah pada bangunan yang gunanya adalah untuk memikul beban yang ada diatasnya untuk diteruskan
secara
merata
tanah.Dalam perencanaan pondasi yang harus diperhatikan adalah daya dukung pondasi. 3.
HASIL
Perhitungan struktur atas
gelagar baja lainnya. Lokasi sambungan biasanya ditentukan oleh panjangnya profil baja yang tersedia. Akan
tetapi,
seebaiknya
penyambungan
tidak
pada
dilakukan
lokasi
momen
maksimum. Dan Pada daerah yang akan disambung maka harus dihitung gaya lintang
Gambar 1 :Plat lantai kendaraan Berat Sendiri (MS)
maksimum dan momen maksimum, dan jumlah baut diperoleh dari control terhadap tegangan geser, tegangan tumpuan, dan tegangan tarik. e. Perhitungan perletakan Beban Mati Tambahan Beban yang diperhitungkan adalah: -
Beban mati
-
Beban hidup
-
Beban gempa
kelapisan
= 30 m/s (RSNI T 02-2005) TEW = 0.0012 .CW . (VW)2= 1,296kN/m Penulangan plat lantai kendaraan Beban truk Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk di ambil FBD adalah 40, jadi FBDnya adalah 0,4 Beban truk “T” :PTT = (1+DLA) x 11,25 =15,75 ton
Potongan melintang Beban Angin Faktor beban ultimit : KEW = 1,2 Beban
garis
merata
tambahan
arah
horizontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin yang meniup kendaraan di atas jembatan di hitung dengan rumus : TEW = 0.0012 .CW . (VW)2 Dengan ,Cw Vw
= Koefisien seret = 1,2 = Kecepatan angin rencana
Potongan memanjang
q -
Perhitungan gelagar
= 9,0 x (0,5 + 15 ) L
15 = 9,0 x 0,5 + 45
Gelagar memanjang
= 7,49 Kpa = 749 kg/m2 Jarak antar gelagar memanjang 1,2 m.
Perencanaan
gelagar
jembatan
ini
menggunakan profil baja JIS G3106 SM 490
Beban yang bekerja : qL
= 749 x 1,2 x 1,8 = 1617,84 kg/m = 16,17 Kn/m
YB dengan ketentuan berikut : Data Perencanaan Gelagar Memanjang
Akibat beban garis :
Data Profil WF 400 x 200 x 7 x11
P
= 49,0 KN/m = 4900 kg/m
G
56,6 kg/m
Zx
1010 cm 3
L
= 45 m maka DLA = 40 %
lx
20000 cm 4
Zy
145 cm 3
P
= 4900 x 1,2 x ( 1 + 0,40 ) x 1,8 =
ly
1450 cm 4
H
400 mm
A
396 cm 2
tf
11 mm
ix
16,7 cm
B
200 mm
iy
4,48 cm
tw
7 mm
14817,6 kg Gelagar Melintang Untuk perencanaan awal gelagar melintang dipilih profil WF dengan dimensi : 900 x 300 x 18 x 34, dan dibawah ini adalah gambar perencanaan jarak gelagar melintang :
Gambar 2 :Profil WF 400 x 200 x 7 x 11
a. Beban hidup Akibat beban “D”(Faktor beban =1,8) Beban tersebar merata (BTR) : L = 45m > 30 m…………..……………………………… (RSNI T-02-2005,hal:15)
Data Profil WF 900 x 300 x 18 x 34
G
286 kg/m
Zx
10900 cm 3
lx
498000 cm 4
Zy
1040 cm 3
Qd
ly
15700 cm 4
H
912 mm
A
364 cm 2
tf
34 mm
Ʃ MB = 0
ix
37,0 cm
B
302 mm
MD
iy
6,56 cm
tw
18 mm
Ra
= 4047,33kg/m = 5834,8 kg
= (Ra x 4,5) – (3332,33 x 1 x 4) – (715 x 1,75 x 3,5) = 26256,6 – 13329,32 – 4379,37 = 15083,09 kg.m
b. Beban hidup Akibat beban “D” 1. Beban terbagi rata : L Gambar :Profil WF 900 x 300 x 18 x 34
= 45 m q = = 9,0 x
15 0,5 + 45
=
7,50 Kpa = 750kg/m2
Pembebanan
Maka q’ = 5 x 750 x 1,8 = 6750 kg/m2
a. Beban mati
Beban 100 % → q’ = 6750 kg/m
Sebelum komposit :
Beban 50 % → q’ = 3375 kg/m
Berat gelagar memanjang = 56,6kg/m Berat gelagar melintang = 364 kg/m Berat pelat beton Berat Steel deck Qd1
MQ1
= 3250kg/m = 14,97 kg/m + = 3685,57 kg/m
Σ MB = 0
= 1/8 x Qd1 x B2
Va
= 1/8 x 3665,57 x 92
Mmax = 61488,28 kg.m
= 20731,33 kg.m Sesudah komposit
= 21093,75 kg
2. Beban garis P
= 49 kN/m = 4900 kg/m
L
= 45 m maka DLA = 40 %
Dimana jarak antar gelagar melintang 5m. P’
= (1 + 0,4) x 4900 x 1,8 = 12348 kg
Beban 100 % → P’ = 12348 x 5,5 x 100 % = 6791,4 kg/m
3. Beban
50 % → P’
= 12348 x 0,75 x
50 % = 4630,5 kg/m
ΣMB = 0 RA . 9 – (22120 x 6,75) – (22120 x 5) – (22120 x 4) – (22120 x 2,25) = 0 RA
=
398160 9
= 44240 kg
Momen maksimum di tengah bentang: Mmax =RA x 4,5 – (P1 x 0,5) – (P2 x 2,25) = (44240x 4,5) – (22120 x 0,5)
Σ MB = 0
– (22120 x 2,25) = 138250 kg.m
RA . 9 – (6791,4 x 4,5) – (4630,5 x 1,375) = 0
Dipakai momen terbesar yaitu akibat beban “T” sebesar 138250kgm.
36928,23 = 9
RA
=
4103,14 kg
ML2
= (4103,14 x 3,5) – (6791,4 x 0) =
14360,98 kg.m Momen total akibat beban “D” adalah : MTotal
= ML1 + ML2 = 61488,28 + 14360,98 Gambar 4 :Penampang komposit
= 75849,26 kg.m Beban Truck “T” P
Luas penampang komposit :
= (1 + 0,4) x [(2500 x (1/5)) + 11250 + (11250 x (1/5))] x 1,8
= A.ekivalen + A.profil
= 22120 kg = 530,2 + 912 = 1442,2 cm2 Momen inersia komposit :
Y
Gambar 3 : Distribusi Beban “T”
=
𝑑𝑑 2
𝐵𝐵 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 .𝑡𝑡𝑡𝑡
1 �𝑥𝑥 � .𝑡𝑡𝑡𝑡+𝑑𝑑� 𝑛𝑛 2 𝐵𝐵 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 .𝑡𝑡𝑡𝑡 � 𝐴𝐴𝐴𝐴+ � 𝑛𝑛
𝐴𝐴𝐴𝐴. � �+ �
Y
=
364. �
912 180 . 20 1 �+ � �𝑥𝑥 � .20)+912� 2 6,79 2 180 .20 � 364+ � 6,79
Gambar 5 : Titik Berat Penampang Komposit
=78,57 cm Momen inersia penampang komposit (Ik) : ℎ
1
𝑏𝑏𝑏𝑏
= ( Ix + (A1 x ( y- 2 )2)) + ((12 x ( 𝑛𝑛 ) x t3) + 𝑏𝑏𝑏𝑏
𝑡𝑡
(( 𝑛𝑛 ) x t x (h + 2 – y)2))
= (498000 +( 364 x (78,57 180
180
Gambar 6 : Diagram Tegangan Sebelum dan Sesudah Komposit 91,2 2 ) )) 2
(6,79) x 203) + ((6,79) x 20 x ( 91,2 +
78,57)2))
= 1182868,65 cm4
1
+ ((12 x 20 2
–
Perhitungam Penghubung Geser (Shear Connector) Beban yang Bekerja beban mati ( aspal)
715 kg/m
beban hidup : Yts Yc
Dc
= Ybs = 912/2 = 456 mm = h profil + ½ x h beton
-
B. merata
6750 kg/m
-
B.garis
12348 kg/m
-
Beban “T”
22120 kg/m
= 912 + 10 = 922 mm
Shear connector direncanakan menggunakan
= (912 -785,7 ) + (1/2 .ts)
stud ∅ 1,5 cm dengan tinggi stud (H) = 10
= 136,3 mm
cm. jumlah stud dalam arah tegak lurus sumbu gelagar melintang = 2 buah. Jarak stud : D =
𝑄𝑄𝑄 𝑥𝑥 𝑙𝑙𝑙𝑙 𝐷𝐷 𝑥𝑥 𝑆𝑆
Maka jumlah shear connector yang dibutuhkan adalah :
Jarak
Dmax
Jarak Jumlah
Data Baut yang Digunakan
Stud
kekuatan bahan tarik
Stud
b
8274,000
= 120 ksi kg/cm2
0-2, 25
97712,84
18,89
12
(Fu )
2,25-4
37793,8
48,83
4
Kekuatan tarik
kg/cm2
4 -5
34108,3
54,12
2
Kekuatan geser
kg/cm2
Diameter baut (∅ 7/8″)
22,2 mm
Diameter lubang baut
2,54 cm
Luas baut (Ab)
3,869 cm2
3
1
2
Sambungan Simpul 1
Gambar 7 : Shear Connector WF 400 . 400 . 11 . 18
Perencanaan Sambungan Sambungan Gelagar Memanjang Dengan Gelagar Melintang PU
WF 400 . 400 . 11 . 18
Profil memanjang 400.200.7.11
Jumlah baut batang diagonal = 8 baut
3,00
Rencana Baut Rencana profil L .150. 150 . 14
4,00 4,00 4,00 3,00
Jumlah baut batang bawah = 10 baut Profil melintang 900.400.18.34
5 8"
Jarak baut tepi ke tepi plat
= 4 cm
Jarak antar baut (L)
= 7 cm
SAMBUNGAN GELAGAR MEMANJANG DAN GELAGAR MELINTANG
Gambar 8: Sambungan Gelagar Memanjang
Ketebalan plat penyambung = 1 cm
Dengan Gelagar Melintang Digunakan baut A 325 Ø 3/4 inch SambunganSimpul 2
WF 400 . 400 . 11 . 18
ts = 0,2 cm
WF 400 . 400 . 11 . 18
Jumlah baut batang diagonal= 8 baut
b= 65 cm t = 1,5 cm
Jumlah baut batang bawah = 10 baut a = 45 cm
Jarak baut tepi ke tepi plat
= 4 cm
Jarak antar baut (L)
= 7 cm
Gambar9 :Elastomer
Ketebalan plat penyambung = 1 cm •
Struktur bawah
Sambungan Simpul 3 Abutment WF 400 . 400 . 11 . 18
25
90
30
50
4D13-100
D13-50 110
4D13-100 60
D13-50 D13-50
Jumlah baut batang diagonal= 8 baut D13-50 270
Jumlah baut batang bawah = 10 baut
D13-50
D16-50
Jarak baut tepi ke tepi plat
= 4 cm
Jarak antar baut (L)
= 7 cm
40
D16-50
80
D13-50 Ø8-200
Ketebalan plat penyambung = 1 cm Perletakan Elastomer
160
80
160
Gambar 10 :Penulangan abutmen •
Pondasi tiang pancang
Ukuran elastomer T =1,5 cm, A= 45 cm,
Data pondasi :
B= 65 cm
Jenis pondasi = pondasi tiang pancang
D19-100
•
Kedalaman pondasi = 18 m
Jenis sambungan yang digunakan adalah
tipe
tumpuan
yaitu
baut
yang
45.00
menggunakan
dikencangkan dengan tangan yang
MAN + 402.904
menimbulkan gaya tarik minimum yang
18.00
18.00
diisyaratkan,
yang
kuat
rencananya disalurkan oleh gaya
POT. MEMANJANG JEMBATAN SKALA 1:200
geser pada baut dan tumpuan pada 4. PENUTUP
bagian-bagian yang tersambung. •
Kesimpulan
Sistem perletakan adalah elastomer yaitu sejenis karet yang didalamnya
Dari hasil perhitungan yang telah penulis
dilapisi plat baja yang berguna untuk
lakukan terhadap perencanaan struktur
meredam getaran dan beban gempa.
jembatan rangka baja, maka penulis dapat
Dengan ukuran elastomer T = 1,5 cm
menarik kesimpulan : •
Bentang tetap
• •
, A = 45 cm , B = 65 cm
jembatan seperti
direncanakan
halnya
Dari perhitungan struktur bawah dapat disimpulkan bahwa abutment
desain
perencanaan sepanjang 45 m.
aman terhadap geser dan guling baik
Dimensi sandaran ∅ 60,5 mm
sebelum
beban
dengan tebal 3,5 mm
maupun
setelah
Tulangan plat lantai D13-150 untuk
terpasang.
lapangan dan D13-150 untuk daerah
•
•
•
atas
terpasang
beban
atas
Jenis pondasi yang digunakan adalah
tumpuan sedangkan tulangan
pondasi tiang pancang, karena tanah
baginya D13-300
keras terletak pada kedalaman 20 m.
Dimensi gelagar :
WF 400 .200 .7 . 11
DAFTAR PUSTAKA
Gelagar memanjang : •
Asiyanto.(2005). Metode Konstruksi
Gelagar melintang :
Jembatan Rangka Baja. Jakarta :
WF 900 x 300 .18 . 34
Universitas
Gelagar utama : WF 400 .400 .11 . 18
•
Indonesia
Gurki, J. Thambah Sembiring.(2010).Beton Bertulang
Edisi Revisi. Bandung :Rekayasa Sains : •
Anugrah Pamungkas dan Erny harianti (2010) Desain Pondasi Tahan Gempa
•
RSNI-T-02.(2005).Pembebanan UntukJembatan.
Jakarta:
Badan
Standarisasi Nasional. •
RSNI-T-03.(2005).Perencanaan StrukturBaja
Untuk
Jembatan.
Jakarta:Badan Standarisasi Nasional. •
Sunggono kh. (1995). Teknik Sipil. Bandung : Nova
•
Sutarman, E.(2009). Analisa Struktur.Yogyakarta : CV Andi Offset
