PERENCANAAN ABUTMEN STRUKTUR BAWAH JEMBATAN ( STUDI KASUS PEMBANGUNAN JEMBATAN PURUS )

PERENCANAAN ABUTMEN STRUKTUR BAWAH JEMBATAN ( STUDI KASUS PEMBANGUNAN JEMBATAN PURUS ) Doddy Tandra, Hendri Warman, Indra Farni Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang E-mail : [email protected], [email protected], [email protected]

Abstrak Pada perencanaan dan pekerjaan jembatan Perencanaan Struktur Bawah tidak bisa diabaikan begitu saja. Bagian dari struktur jembatan ini yang terletak di bagian bawah sangat menentukan bagi kekuatan serta keamanan bangunan diatasnya. Dan untuk penghubung langsung antara struktur atas jembatan dengan struktur bawah jembatan adalah “Abutment” yang termasuk juga pada struktur bawah jembatan. Abutment suatu bangunan yang berfungsi meneruskan beban (beban hidup dan beban mati) dari bangunan atas ke pondasi dan pondasi meneruskan ke tanah. Peraturan pembebanan yang dipakai untuk merencanakan jembatan ini mengacu pada Standar Nasional Indonesia (SNI) T-02-2005, T-03-2005, beban bangunan atas panjang bentang jembatan 81.10 m, lebar jembatan 12 m, lebar perkerasan 9,4 m, jenis balok (splice girder / prestress girder continue) dengan jumlah balok 6 bh. Dari hasil perhitungan beban bangunan atas didapat perhitungan lebar abutmen 3.5 m, tinggi abutmen 5.50 m dan untuk jenis pondasi digunakan pondasi Tiang pancang  500 mm, beton K-500. Abutmen yang di studi kasuskan dalam tugas akhir adalah

abutmen pada jembatan Purus Padang. Jembatan ini merupakan sarana penunjang yang membuka jaringan infrastruktur ruas jalan, yang mana ini merupakan rencana jangka panjang pemerintahan Kota Padang dalam memajukan Kota dan pariwisata, khusus nya daerah pantai Purus di Kota Padang. Kata kunci : jembatan, abutmen, struktur

Pembimbing I

( Ir. Hendri Warman, MSCE)

Pembimbing II

( Ir. H, Indra Farni, MT)

ABUTMENS PLANNING STRUCTURE UNDER BRIDGE (CASE STUDY DEVELOPMENT OF BRIDGE PURUS )

Doddy Tandra, Hendri Warman, Indra Farni Department of Civil Engineering , Faculty of Civil Engineering and Planning University of Bung Hatta Padang E-mail : [email protected], [email protected], [email protected]

Abstract In planning and work bridges Down Structure Planning can not be ignored. Part of bridge structure is located at the bottom of a very decisive for the strength and security of the building thereon. And for a direct link between the structure of the bridge under the bridge structure is " Abutment " which includes also the bottom of the bridge structure. Abutment of a building that serves to continue the load ( live load and dead load ) of the building on the foundation and the foundation to continue to land. Regulations are used to plan the loading bridge refers to the Indonesian National Standard ( SNI ) T - 02-2005 , T - 03-2005. Load building long- span bridge over 81.10 m , bridge width 12 m, pavement width of 9.4 m, types of beams ( girder splice / girder prestress continue ) the number of beams 6 pcs. From the above calculation results obtained building load calculations abutment width 3.5 m, 500 mm ,5:50 m. High abutments and foundation types used for pile foundation. Abutments are in the study kasuskan the final task is to bridge abutments Purus Padang. This bridge is a means of supporting the open road infrastructure network, which is a long -term plan of the City government and the City of Padang in promoting tourism, Her special area in the City of Padang beach Purus . Keywords : bridges , abutments , the structure

Advisor I

(Ir. Hendri Warman, MSCE)

Advisor II

(Ir. H, Indra Farni, MT)

Maksud dan tujuan penulisan Tugas

1. PENDAHULUAN Pada perencanaan dan pekerjaan

Akhir ini adalah untuk

merencanakan

jembatan Perencanaan Struktur Bawah tidak

struktur jembatan rangka, dan khususnya

bisa diabaikan begitu saja. Bagian dari

merencanakan Abutment. Tujuan penulisan

struktur jembatan ini yang terletak di bagian

tugas akhir ini adalah untuk mengetahui dan

bawah sangat menentukan bagi kekuatan

mengenal tentang bawah jembatan, dimana

serta keamanan bangunan diatasnya.

dalam hal ini penulis melihat sangat

Dan untuk penghubung langsung antara

struktur

atas

jembatan

dengan

struktur bawah jembatan adalah “Abutment” yang termasuk juga pada struktur bawah

banyaknya sungai yang terdapat dalam wilayah kita, sehingga perencanaan struktur bawah pada jembatan tidak bisa diabaikan begitu saja. Permasalahan yang ada pada perencanaan abutment pada struktur bawah

jembatan.

jembatan dititik beratkan pada perencanaan Abutment

suatu

bangunan

yang

berfungsi meneruskan beban (beban hidup dan beban mati) dari bangunan atas ke

abutment berbentuk huruf “T” terbalik, serta Pondasi Tiang Pancang yang mendukung Abutment.

pondasi dan Pondasi meneruskan ke tanah. Ada beberapa bentuk dari Abutment, tetapi pada

umumnya

berbentuk

huruf

“T”

terbalik. Dan dengan ini penulis berharap dengan berkembangnya kemajuan teknologi dan estetika diharapkan nantinya bentukbentuk Abutment ini kuat, aman, indah (estetika).

2. METODOLOGI Untuk merampungkan Tugas Akhir ini, banyak diperlukan data-data yang pada dasarnya bertujuan untuk mendukung materi dari Tugas Akhir ini, adapun data-data yang diperoleh:







Mempelajari buku literatur yang

hubungan korelasi antara aliran sungai

berkaitan dengan judul Tugas Akhir

seperti diketahui, besarnya aliran di

ini pada perpustakaan Universitas

dalam sungai terutama ditentukan oleh

Bung Hatta.

besarnya hujan, lama waktu hujan, luas

Buku pegangan, diktat-diktat kuliah,

aliran sungai, Catchment Area (Daerah

Labor, dan catatan-catatan selama

Tangkapan Hujan) dan karakteristik

mengikuti perkuliahan.

daerah aliran tersebut

Mengadakan

observasi

dan

konsultasi, pada dosen-dosen dan

1.2 Curah Hujan

Curah hujan suatu daerah dengan

yang

daerah lainnya tidak sama, dengan

memahami Mekanika Tanah, Teknik

demikian untuk dapat memperkirakan

Pondasi, dan perhitungan Struktur

besarnya curah hujan yang akan terjadi

Bawah.

pada

mahasiswa,

terutama

Spesifikasi dan standar perencanaan struktur bawah jembatan :

suatu

dilakukan

daerah dengan

hanya

dapat

berdasarkan

pengukuran-pengukuran besarnya curah hujan pada waktu-waktu tertentu di

1.

Elevasi Sungai masa yang lalu dengan menggunakan Elevasi sungai ditentukan oleh tinggi stasiun pengamatan curah hujan. Dan muka air banjir dan curah hujan. Jadi juga bisa dilakukan dengan melakukan elevasi sungai dari waktu ke waktu observasi. berubah-ubah. Dan perhitungannya memakai Metoda 1.1 Tinggi Muka Air Banjir

Gumbel (menurut referensi yang penulis Dalam menentukan muka air banjir baca sesuai untuk analisa frekuensi dipengaruhi curah hujan, perlu ditinjau

curah hujan). Sebagai suatu dasar untuk

tambah ikatan angin. Jadi beban

mengetahui kemampuan dan ketahanan

mati yang dipikul oleh abutment:

suatu bangunan pada alur sungai.

Va = Total berat tetap / 2

Elevasi kontruksi jembatan yang telah

2.2 Beban Hidup

ditentukan oleh PPPJJR – 1987 dimana jarak antara bangun atas diukur dari titik terbawah pada muka air banjir tidak boleh kurang dari 1,00 m. 2.

Beban hidup adalah beban muatan yang berasal dari kendaraankendaraan yang bergerak/lalu lintas dan atau orang-orang yang berjalan

Beban

kaki yang dianggap bekerja pada

Dalam perencanaan Abutment perlu ditentukan beban yang bekerja pada struktur tersebut, yaitu:

jembatan. Dua beban hidup yang harus diperhitungkan adalah beban “T” yang merupakan muatan beban

2.1 Beban Mati

untuk lantai kendaraan dan beban D

Beban mati adalah semua beban yang berasal dari berat sendiri, termasuk

merupakan muatan untuk gelagargelagar jembatan.

segala unsur tambahan yang dianggap 

satu kesatuan dengannya

Beban „T”

Beban “T” adalah muatan akibat 

Berat sendiri



Berat

beban

kendaraan truk yang mempunyai tetap

(berat

jembatan) yang terdiri dari : aspal, berat lantai, berat beban trotoar, gelagar, berat sambungan

beban roda sebesar 10 ton dengan ukuran-ukuran sebagaimana pada gambar dibawah ini.

Besar p ditentukan sebagai berikut: p = 2,2 t/m‟ untuk L ≤ 30 meter

p = 2,2 t/m‟ 

1,1 60

untuk L ≤ 30 meter  Beban “D”

 30  p = 1,1t/m‟ 1   L 

Beban “D” atau muatan jalur

untuk L > 60 meter

adalah susunan muatan pada setiap jalur lalu lintas yang terdiri dari

L = panjang (m), dari bentang yang

muatan terbagi rata sebesar “P” ton

bersangkutan dalam penggunaan muatan

permeter panjang jalur dan muatan

“D” tersebut untuk suatu jembatan berlaku

garis P = 12 ton (belum termasuk

ketentuan, bahwa apabila jembatan tersebut

kejut) melintang jalur lalu lintas

mempunyai lebar lantai kendaraan lebih

tersebut. Bagian muatan “D” adalah

besar dari 5,5 m, muatan mempunyai lebar

sebagaimana tertera pada gambar

lantai

kendaraan

pada

lajur

5,5

m,

sedangkan lebar selebihnya dibebani hanya 50% dari muatan “D” tersebut. Beban lain yang bekerja: 

beban hidup trotoar



beban angin



beban gempa



faktor kejut

Sebelah selatan : Jl. Baru Pantai Purus



gaya rem

dan Danau Buatan Cimpago

Jadi beban vertikal akibat beban hidup pada abutment:

Va2 =

Sebelah timur

: Banjir Kanal atau

Bandar Bekali

q.l p.k 2

Sebelah barat

: Pantai Purus

Dimana: q

= Beban hidup terbagi merata

P

= Beban garis

K

= Faktor kejut

3. HASIL

Lokasi pembangunan jembatan purus

1. Data Struktur B. Kondisi jembatan A. Lokasi proyek Proyek pantai

daerah

ini

Jenis jembatan

terletak

Purus,

kota

dipinggir Padang

Propinsi Sumatera Barat. Dengan batasbatas wilayah sebagai berikut : Sebelah utara

: Lapangan sepak

:Jembatan

beton prategang Dimensi jembatan

:

Panjang

=

81,10

m Lebar

= 12 m

Lebar perkerasan

: 9,4 m

Jenis balok

: Beton

bola dan Jl. Pasar Pagi Kel. Rimbo

prategang tipe I menerus (splice

Kaluang

girder / prestress girder continue) Jumlah balok/gelagar : 6 buah

Panjang bersih balok : 81,10

Beban Vertikal

m

1. Beban Mati ( M )

Jenis pondasi dalam : Tiang

2. Beban Hidup ( H )

pancang  500 mm, K-500 C. Spesifikasi beton dan baja

Beban Horizontal 2.

Perhitungan Struktur

Mutu beton : - K-350 Pada beton A. Perhitungan Debit Banjir

bertulang

Dalam menentukan besarnya debit

- K-125 Pada lantai kerja - K-450 Pada beton prategang

banjir berdasarkan curah hujan, perlu

 Baja tulangan :  32,  25, 

ditinjau hubungan korelasi antara hujan

22,  16,  13,  10

dan aliran sungai. Seperti diketahui,

Mutu baja tulangan : - D > 12 mm :

besarnya aliran di dalam sungai terutama

U-39 -  ≤ 12 mm : U-24

ditentukan

Penulangan prestress : - Digunakan

waktu hujan, luas daerah aliran sungai,

PC strand 12,7 mm Standar : JIS-

karakteristik, Catcment Area (daerah

3536 atau ASTM A - 416- UTS : 18700 Kg - Jacking Force : 75%

berdasarkan

hujan,

lama

tangkapan hujan). Metode yang dipergunakan untuk

dari UTS

memperkirakan besarnya debit adalah

D. Data Tanah

metode Weduwen. Metode ini sesuai

1. Berat volume tanah : 1.65 kN/M3

untuk menentukan besarnya debit banjir maksimum bagi sungai atau aliran yang

2. Sudut Geser Dalam : 6.95

mempunyai daerah pengaliran relatif

3. Kohesi

luas. Perhitungan dengan metode ini

kN/M

: 0.08

2

Beban yang diperhitungkan :

menggunakan rumus sebagai berikut:

= mn . F . q‟ . (R 50/240)

Qn

Dalam menghitung kecepatan dan tinggi

Dimana:

muka air banjir digunakan rumus mannings

Qn

yaitu:

= Debit banjir rencana dengan

V = 1/n x R2/3 x I1/2

periode ulang n tahun (m3/dt) m

= Koefisien W eduwen terhadap

Dimana:

jumlah pengamatan F

= Luas daerah pengairan (Km)

q‟

= Debit dari monogram Weduwen

V

= Kecepatan Aliran

R

= Jari-jari Hidrolis

I

= Kemiringan Saluran

n

= Kekasaran Mannings

(I vs q) R50

= Curah hujan dengan periode ulang 50 tahun

Perhitungan Debit Banjir Rencana Dari tabel data curah didapat:

C. Beban Vertikal 

Beban Mati



T 50 → mn

= 0,940

Beban Lantai Kendaraan



F (diambil)

= 100 km2

= 0.2 x 12 x 25 x 19.55



q‟

= 2,73

Jadi debit banjir rencana 50 tahun adalah: Q50

= 0,940 . 100 . 2,73 . (143,866/240) = 153,829 m3/dt

B. Perhitungan Kecepatan dan Tinggi Muka Air Banjir

= 1, 173.00 kN Berat Diafragma = 1.85 x 5 x 7.813 x 4 = 289.06 kN Berat Air Hujan = 0.05 x 9.5 x 19.55 x 9.8 = 91.005 kN Berat Gelagar Memanjang = 19.55 x 5 x 13.9344

= 1,362.09 kN

L = 19.55 K = 1.2857

Berat Aspal

Kombinasi pembebanan

= 0.05 x 9.5 x 19.55 x 22

akibat beban hidup dan koefisien

= 204.3 kN

kejut :

Berat Trotoar + Kreb

Ph = 723.8312 kN

= 0.25 x 1 x 25 x 2 x 19.55



Akibab Berat Sendiri

= 244.38 kN P = 3363.8 kN P total/2 = 1681.913 kN 

Beban Hidup Beban hidup yang bekerja adalah beban "D" dengan panjang jembatan L= L = 19.55m ≤ 30 = P = 120 kN/ Jalur q = 15.1 kN/ Jalur Beban Merata q = 34.32 kN/m” Beban Garis P = 272.7273 kN Beban Hidup Trotoar = 5 kN/m2 qt = 3 kN/m Keofisien kejut

Dari analisa berat didapat G =5688.2875 kN

Titik Berat Abutmen Xo = MX/B = 1.655 m dari titik S Yo = MY/B = 3.066 m dari titik S  Akibat Berat Tanah Isian

Dari analisa berat didapat W = 239.18 kN Xo = MX/B = 5.508 m dari titik S Yo = MY/B = 4.422 m dari titik S Dari analisa berat didapat W = 1464.65 kN Titik Berat Tanah Isian Xo = MX/B = 3.849 m dari titik S Yo = MY/B = 5.197 m dari titik S 

Berat Sendiri Plat Sayap

D. Beban Horizontal

Ya2 = 1.85 m Total tegangan tanah aktif : ²

Ya = ((𝑇𝑎1 𝑥 𝑌𝑎1+𝑇𝑎2 𝑥 𝑌𝑎2))/𝑇𝑎 = 2.015 ( Dari dasar tanah ) Kp = 1.28 Tp = 54.7kN Yp = 0.6666 m  Akibat Gaya Rem ( RM ) Ph = 637.513 kN Ym = 7.33 m  Akibat Gaya Gempa - Akibat beban bangunan atas - Akibat berat abutmen sendiri - Akibat berat sendiri tanah isian ƴt (berat volume tanah)

= 1.65kN/m

3

- Akibat berat sendiri tembok sayap θ (sudut geser dalam) C (kohesi)

= 6.95



= 0.08kN/m

Tekanan Tanah Akibat Gempa

2

Tag = 5.1457 kN Beban yang bekerja dibelakang bangunan penahan

tanah

diperhitungkan



Akibat Gaya gesek Pada tumpuan

senilai Gg = 302.74 kN

dengan muatan tanah setinggi 60 cm. Perhitungan Stabilitas Abutmen q = 0.99 kN/m 

3

 Perhitugan Daya Dukung Tanah pada

Tekanan tanah aktif dan pasif (teori Abutmen rankie)

 Perhitungan Stabilitas Abutmen

Penulangan Abutmen

Gambaar Gaya yang bekerja pada bagian atas abutmen

Gambar Pembebanan pada konsol pendek

Gambar Penulangan konsol pendek Perhitungan penulangan kolom abutmen 

Beban vertical

Gambar Penulangan kepala abutmen Beban mati Penulangan Konsol pendek MVh = 313.6 kN 

Titik berat abutmen

Xo = MX/B = 1.709 m dari titik S

Mv = 13206.24 kNm

Yo = MY/B = 1.066 m dari titik S

V = 5912.86 kN

 Titik berat tanah isian

H = 995.78 kN

Xo = MX/B = 3.95 m dari titik S

Aq = 800000 mm2

Yo = MY/B = 1.85 m dari titik S

𝑒/ℎ = 1.815

 Titik berat tembok sayap

Dari grafik penulangan beton didapat :

Xo = MX/B = 3.06 m dari titik S

ρ min = 0.006

Yo = MY/B = 2.383 m dari titik S

Diameter tulangan yang digunakan, Ø 22

 Beban horizontal

mm Jarak tulangan yang diperlukan, 85.7 mm Digunakan tulangan, Ø 22 - 50 Untuk Tulangan pembagi Diameter tulangan yang digunakan, Ø 13 mm Jarak tulangan yang diperlukan, 66.3 mm Perhitungan tulangan geser V = 591.3 kN Vu = 1.6 xV Vu = 946058.22 < 633333.33

Gambar Beban horizontal

Berarti tidak diperlukan tulangan geser dan cukup di gunakan tulangan praktis

Dari hasil perhitungan di pakai pembebanan kombinasi III

4. PENUTUP

sumber daya manusia yang berkwalitas,

Kesimpulan

yang mengerti dan menguasai tentang

Berdasarkan dari analisa penulisan ini, maka dapat ditarik kesimpulan, yaitu:

pekerjaan tersebut baik teknik pelaksanaan, pengendalian mutu, pengendalian waktu pekerjaan dan sebagainya.

1. Jembatan

merupakan

salah

satu

prasarana perhubungan lalu lintas darat, dimana peranannya sangat penting

dalam

perekonomian

meningkatkan dan

mobilitas

kehidupan.

Untuk

mendapatkan

hasil

perhitungan yang akurat dan efesiensi baik dari segi biaya, waktu maupun kekuatan dari struktur bangunan dalam hal ini jembatan dan khususnya Abutment, sebaiknya data tanah yang ada harus diteliti dengan

2. Berdasarkan dari hasil daya dukung tanah dan lapisan tanah kerasnya yang terletak pada kedalaman yang cukup dalam maka dipakai/dipilih pondasi tiang pancang.

seksama, dan dilakukan lagi pemeriksaan pada waktu pelaksanaan pekerjaan supaya hasil yang didapatkan baik. Pada

bentuk

Abutment

ini

diharapkan untuk masa yang akan datang

3. Dan sebagai penopang struktur atas jembatan dipakai Abutment, pada

makin berkembang dan tidak lupa untuk memperhatinkan nilai Estetika.

penulisan ini dipakai Abutment jenis Kantilever

berbentuk

huruf

“T”

DAFTAR PUSTAKA

terbalik. 1. Analisa dan Disain Pondasi, jilid 1,

Saran Dalam

melaksanakan

pekerjaan

proyek jembatan, sangat ditentukan oleh

Joseph E. Bowles, Penerbit: Erlangga, Jakarta, 1991

2. Analisa dan Disain Pondasi, jilid 2, Joseph E. Bowles, Penerbit: Erlangga, Jakarta, 1991 3. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, Kazuko Nakazawa dan Ir. Suyono Sasrodarsono, Penerbit: PT. Pradnya Paramita, Jakarta, 1988 4. Mekanika

Tanah

dalam

Praktek

Rekayasa, jilid 1, Karl Terzaghi dan Raplh B. Peck, Penerbit: Erlangga, Jakarta, 1987 5. Pondasi Tiang Pancang, jilid 1, Ir. Sardjono HS Penerbit: Sinar Wijaya, Surabaya, 1988 6. Pondasi Tiang Pancang, jilid 2, Ir. Sardjono Hs, Penerbit: Sinar Wijata, Surabaya, 1988