PERENCANAAN GEOMETRI JALAN REL KERETA API TRASE KOTA PINANGMENGGALA STA 104+000- STA 147+200 PADA RUAS RANTAU PRAPAT – DURI II PROVINSI RIAU
Vicho Pebiandi 3106 100 052 Dosen Pembimbing Ir. Wahyu Herijanto, MT
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG 1. 2. 3. 4.
Panjang jalan rel di indonesia masih sangat terbatas baik dari segi kualitas maupun kuantitas Belum terintegrasinya jaringan jalan rel di pulau Sumatera Jalan raya merupakan satu-satunya moda transportasi di provinsi Riau Tingkat kerusakan jalan raya yang tinggi di Riau
1.2 PERUMUSAN MASALAH 1. 2. 3. 4.
Bagaimana trase jalan kereta api yang baik dan efisien Bagaimana bentuk alienemen jalan kereta api yang sesuai dengan persyaratan yang ada Merencanakan susunan jalan rel Menghitung volume timbunan yang diperlukan dalam perencanaan.
1.3 TUJUAN 1. 2. 3.
Merencanakan trase jalan kereta api yang baru dan efisien Mendapatkan alienemen jalan kereta api yang sesuai dengan persyaratan yang ada Mendapatkan volume timbunan yang diperlukan dalam perencanaan.
1.4 BATASAN MASALAH
Data yang dipakai adalah data sekunder Tidak semua panjang trase diperhitungkan Dalam tugas akhir ini tidak membahas persinyalan, jembatan maupun infrastruktur kereta api lain (stasiun, dipo, rumah sinyal) Tidak dilakukan perhitungan kekuatan timbunan jalan KA baru Tidak melakukan perhitungan sistem drainase
1.5 MANFAAT
Sebagai masukan dan pembanding terhadap perkembangan pembangunan perkeretaapian di Provinsi Riau
1.6 LOKASI STUDI
Gambar 1.1 Peta Jaringan Jalan Rel di Pulau Sumatera (Dinas Perhubungan Provinsi Riau)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Geometri Jalan Rel Lebar Sepur Untuk seluruh kelas jalan rel lebar sepur adalah 1435 mm Lengkung Horisontal Alinyemen horizontal Proyeksi sumbu jalan rel pada bidang horizontal. Dengan satuan praktis: h = 11,8. V²/ R R = jari-jari lengkung horisontal (m) V = kecepatan rencana (km/jam) h = peninggian rel dalam lengkung horisontal (maks= 120 mm) Dengan peninggian maksimum, hmax = 120 mm maka R = 11,8. V²/ 120
Geometri Jalan Rel Lengkung Peralihan H= dimana: Lh = panjang minimum lengkung peralihan ( m ) l = panjang proyeksi lengkung peralihan ( mm ) R = jari-jari lengkung horizontal ( km/jam ) Pelebaran Sepur Pelebaran sepur dilakukan agar roda kendaraan rel dapat melewati lengkung tanpa mengalami hambatan seperti tercantum pada tabel berikut: Pelebaran Sepur ( mm ) 0 5 10 15 20
Jari-jari tikungan (m) R > 600 550 < R > 600 400 < R > 600 350 < R > 400 100 < R > 350
Geometri Jalan Rel
Lengkung vertikal Alinyemen vertikal adalah proyeksi sumbu jalan rel pada bidang vertikal yang melalui sumbu jalan rel tersebut Kecepatan rencana Jari-jari minimum ( km/jam ) lengkung vertikal ( m ) Lebih besar dari 100 8000 Sampai 100 6000 Penampang melintang Penampang melintang jalan rel adalah potongan pada jalan rel, dengan arah tegak lurus sumbu jalan rel, dimana terlihat bagian-bagian dan ukuran jalan rel dalam arah melintang.
Susunan Jalan Rel
Tipe dan karakteristik jalan rel Kelas jalan I II III IV V
Tipe rel R.60/R.54 R.54/R.50 R.54/R.50/R.42 R.54/R.50/R.42 R.42
Jenis dan komposisi kimia C Si Ma P S
0,60 % - 0,80 % 0,15 % - 0,35 % 0,90 % - 1,10 % Max 0,035 % Max 0,025 %
Susunan Jalan Rel
Jenis rel menurut panjangnya Rel standar adalah rel yang panjangnya 25 meter Rel pendek adalah rel yang panjangnya maksimal 100 meter Rel panjang adalah rel yang panjang tercantum minimumnya pada tabel 2.9 Sambungan rel Sambungan melayang Sambungan menumpu Penempatan sambungan di sepur Penempatan secara siku Penempatan secara berselang – seling Wesel
Penambat
Penambat rel adalah suatu komponen yang menambatkan rel pada bantalan sedemikian rupa sehingga kedudukan rel adalah tetap, kokoh dan tidak bergeser. Jenis penambat yang dipergunakan adalah penambat elastik dan penambat kaku. Penambat kaku terdiri atas tirpon, maur dan baut. Penambat elastik terdiri atas dua jenis, yaitu penambat elastik tunggal dan penambat elastik ganda.
Bantalan Bantalan berfungsi meneruskan beban dari rel ke balas, menahan lebar sepur dan stabilitas ke arah luar jalan rel.
Bantalan kayu Bantalan baja Bantalan beton Pratekan Blok Tunggal Dengan Proses ‘Pretension’ Bantalan beton Pratekan Blok Tunggal Dengan Proses ‘Posttension’ Bantalan beton Blok Ganda
Balas dan Analisa Galian Lapisan balas pada dasarnya adalah terusan dari lapisantanah dasar, dan terletak di daerah yang mengalami konsentrasi tegangan yang terbesar akibat lalu lintas kereta pada jalan rel Fungsi utama balas adalah untuk : Meneruskan dan menyebarkan beban bantalan ke tanah dasar Mengokohkan kedudukan bantalan Meluluskan air sehingga tidak penggenangan air disekitar bantalan dan rel. Untuk menghemat biaya pembuatan jalan rel maka lapisan balas dibagi menjadi dua, yaitu lapisan balas atas dengan material pembentuk yang sangat baik dan lapisan balas atas.
BAB 3 METODOLOGI
mulai
Diagram alir metodologi
Studi litelatur studi Mengumpulkan data Mendapatkan trase jalan KA yang baru Perencanaan geometrik jalan KA yang baru Penggunaan jenis penambat Perencanaan sambungan rel Perencanaan bantalan Perencanaan balas Analisa dan perhitungan volume timbunan Selesai
BAB 4 KONSTRUKSI JALAN KA
Geometri Jalan Rel Lengkung Horizontal Koordinat Awal Koordinat PI-1 Koordinat PI-2
X 647182.17 648687.72 651003.36
Y 195831.75 194515.02 193171.43
Awal
548,829 Tan α1 = 2719,691 = α1 = 11,408 ˚
1937,777
PI-1
PI-2 2719,691
548,829
Δ = 11,408˚ Jarak titik awal ke PI-1 = 1937,777 m Jarak titik PI-1 ke PI-2 = 2774,514 m
Geometri Jalan Rel (lanj) Lengkung horizontal (lanj) Contoh perhitungan pada PI 1 Vd = 200 km/jam. Rd = 4000 m Sudut PI1 (Δ 1) =11,408o e=0% Parameter lengkung horizontal Lc = 632.12 m p = 0.279 m k = 81.938 m Ts = 481.5 m E = 20.184 m Xs = 163.88 m Ys = 1.119 m
Geometri Jalan Rel (lanjutan) Skema lengkung horizontal
Ts=481,5 m
D =11,408 Ys=1,119 m p=0.279 m SC
Xs=92,18 m
k=81,938
m
Ls=163,9m TS
E=20,184 m CS
Lc=632,12
qs R=4000m
o
m
qs R=4000m Ls=163.9m ST
Geometri Jalan Rel (lanj)
Alienemen vertikal Contoh Perhitungan Lengkung Vertikal pada STA 104+600 0,0025 0,0000
Perhitungan Panjang Lengkung
20000
Xm = 2 (0.0025-0.0000) = 25.00 m
20000
Ym = 2 (0.0025-0.0000)² = 1,5625 m
Profil Rel Menggunakan Rel tipe R-60 dengan data-data rel sebagai berikut:
Berat rel teoritis permeter panjang : 60,34 kg/m Momen inersia searah sumbu X ( Ix ) : 3055 cm4 Modulus elastisitas : 2,1 x 106 kg/cm2 Luas penampang melintang : 76,87 cm2 Jarak tepi bawah kaki rel ke garis netral : 80,90 mm Dipakai bantalan beton dengan jarak : 40 cm Beban gandar : 18 ton Bahan balas adalah batu pecah dengan C: 8 Lebar sepur : 1435 mm Tegangan ijin rel (σ) : 800-1325 kg/cm2 digunakan tipe rel R 60 dengan kecepatan rencana 200 km/jam. Tekanan gandar 18 ton, transformasi gaya statis roda menjadi gaya dinamis roda digunakan persamaan Talbot diperoleh σ = 1214,38 kg/cm2 < tegangan ijin rel 1325 kg/cm2
Bantalan
Menggunakan standar bantalan monoblock sleeper of German railways. Data bantalan Panjang bantalan = 2600 mm = 260 cm Kekuatan material: fc' = 600 kg/cm2 Kemampuan momen yang diijinkan: - di bawah rel (positif) = 1500 kg m - di bawah rel (negatif) = 750 kg m - di tengah bantalan (positif) = 930 kg m - di tengah bantalan (negatif) = 660 kg m momen di bawah rel = 148576,871 kg cm < momen ijin = 150000 kg cm Momen di tengah bantalan = -58976,712 kg cm < momen ijin = 66000 kg cm Tegangan yang terjadi = 24 t/m2 < tegangan ijin bantalan = 80 t/m2
Bantalan (lanj) Jarak bantalan L direncanakan= 40 cm = 2a, jadi a = 20 cm
M max 4k +10
L = 0,25P x 8k + 7 sehingga
8k + 7 *0,25* P * L 4k +10 (8*102,812 + 7) *0,25*9000* 40 = (4*102,812 +10)
M max=
= 177222,538 cm σ ijin ≥
177222,538kgcm 293,7cm3
= 603,413 kg/cm2 ≤ σ ijin = 1325 kg/cm2 Dengan demikian pemakaian rel R-60 dengan jarak bantalan 40 cm diterapkan.
Susunan Jalan Rel Jarak lubang baut paling tepi dari ujung rel adalah 7,8 cm Gaya yang bekerja pada baut penyambung Direncanakan menggunakan baut dengan diameter 30 mm diperoleh gaya tarik baut sisi tengah (T’) = 3912,652 kg gaya aksial baut sisi luar (T’’) = - 1086,848 kg
Penambat
Data penambat: Jenis pandrol clip tipe PR 300 Daya jepit = 2498 kg Jumlah pandrol per jarak gandar n = 220 = 5,5 => 6 pasang 40
Kuat jepit pandrol = 6 x 2498 = 14988 kg Gaya yang terjadi akibat pemuaian F1 = 54,84 kg Gaya yang terjadi akibat beban roda F2 = 11136,51 kg sehingga F1 + F2 = 11191,35 kg < kuat jepit 14988 kg
Pemasangan rel
Celah untuk rel standar dan rel pendek G = L x α x (40-t) + 2 G = 25000 x 1,15 x 10-5 x (40-28) + 2 = 5,45 mm Celah untuk rel panjang G = E x A x α x (50-t)2 + 2 2xr G = 2,1 x 104 x 76,87 x 1,15 x 10-5 x (50-28)2 + 2 2 x 450 = 11,98336 mm
Balas Balas atas Menurut Wahyudi (2003) Db=S-W/2 =40-30/2 = 5 cm Menurut British Regulation tebal balas diperoleh dari tabel V = 200 km/jam maka tebal balas = 38 cm Menurut French Spesification e(m) = N(m) + a(m) +b(m) +c(m) +d(m) +f(m) +g(m) = 0,55 + 0 + (2,50-2,60)/2 + (-0,10) + 0 + 0 = 0,40 m e(m) = ballas + subballas Ballas = 0,40 – 0,15 = 0,25 m = 25 cm Diambil tebal balas yang maksimum yakni 38 cm = 40 cm
Balas (lanj) Balas bawah d2 = d – d1 > 15 (cm) d = 1.35
58.σ 1 −10 σt
d = 112,65 cm Tebal lapisan balas atas ditentukan berdasarkan perhitungan di atas yaitu setebal 40 cm. d2 = 112,65 – 40 = 72,659 cm dipakai d2 = 80 cm
Analisa Galian dan Timbunan Pada gambar pot. melintang STA 104+000, didapat : h skala = 15 m = 1 m aktual Luas galian = 0.00 cm2 = 0.00 m2 aktual Luas Timbunan = 12,059 m2 aktual Pada gambar pot. melintang STA 104+100, didapat : H skala = 15 m = 1 m aktual Luas galian = 0.00 m2 aktual Luas Timbunan = 12,059 m2 aktual
Perhitungan galian : Luas galian rata-rata segmen 1 : = 0.00 m2 Volume galian segmen 1 : = 0.00 m3 Perhitungan timbunan : Luas timbunan rata-rata segmen 1 : = 12.059 m2 Volume timbunan segmen 1 : =1205,9 m3
Analisa Galian dan Timbunan (lanj) STA
Jarak (m)
104 + 000
h Skala 15
h Aktual (m) 1,00
Luas Area (m2) Cut
Fill
0,00
12,06
100 104 + 100
15
1,00
0,00
15
1,00
0,00
15
1,00
0,00
12,06
15
1,00
0,00
12,06
100 104 + 400 100 104 + 500
15
1,00
0,00
15
1,00
0,00
12,06
18,75
1,25
0,00
15,93
100 104 + 700 100 104 + 800
22,49
1,50
0,00
18,75
1,25
0,00
15,93
15
1,00
0,00
12,06
15
1,00
0,00
12,06
100 105 + 000 100 105 + 100
15
1,00
0,00
105 + 300
15
1,00
0,00
15
1,00
0,00
18,75
1,25
0,00
22,49
1,50
0,00
18,75
1,25
0,00
15
1,00
0,00
15
1,00
0,00
15
1,00
0,00
106 + 100
15
1,00
0,00
15
1,00
0,00
15
1,00
0,00
15 100
1205,90
0,00
12,06
0,00
1205,90
0,00
12,06
0,00
1205,90
0,00
12,06
0,00
1205,90
1,00
0,00
STA
Jarak (m)
0,00
14,00
0,00
1399,50
0,00
17,90
0,00
1790,00
0,00
17,90
0,00
1790,00
0,00
14,00
0,00
1399,50
2411,8
106 + 600
2411,8
12,06
0,00
1206,00
0,00
12,06
0,00
1206,00
0,0
2411,8
106 + 800
0,0
2411,8
106 + 900
0,00
1206,00
0,00
14,00
0,00
1399,50
0,00
17,90
0,00
1790,00
2411,8
0,00
1790,00
0,00
14,00
0,00
1399,50
0,00
12,06
0,00
1206,00
0,00
12,06
0,00
1206,00
0,00
12,06
0,00
1206,00
0,00
12,06
0,00
1206,00
0,00
12,06
0,00
1206,00
0,00
12,06
0,00
1206,00
0,00
15,96
0,00
1596,00
12,06
30,00
107 + 000
0,0
2604,9
107 + 100
0,0
3189,5
107 + 200
0,00
19,87
2,00
0,00
2,00
0,00
2,00
0,00
28,00
37,52
2,50
0,00
36,87
3,00
0,00
107 + 300
45,00
3,00
0,00
46,50
45,00
3,00
0,00
46,50
45,00
3,00
0,00
3189,5
107 + 400
0,0
2605,5
107 + 500
0,0
2411,8
107 + 600
45,00
3,00
0,00
46,50
52,50
3,50
0,00
56,88
60,00
4,00
0,00
68,00
100 100 100
2411,8
107 + 700
2411,8
107 + 800
37,46
2,50
0,00
36,92
15,00
1,00
0,00
12,06
100 100
2605,5
107 + 900
15,00
1,00
0,00
108 + 000
0,0
3580,0
108 + 100
0,0
3189,5
108 +200
0,0
2605,5
108 + 300
0,0
2411,8
108 + 400
0,0
2411,8
108 + 500
0,0
2411,8
108 + 600
0,0
2411,8
108 + 700
0,0
2411,8
108 + 800
0,0
2802,0
108 + 900
15,00
1,00
0,00
12,06
15,00
1,00
0,00
12,06
100 100 15,00
1,00
0,00
15,00
1,00
0,00
12,06
15,00
1,00
0,00
12,06
100 100 1,00
0,00
15,00
1,00
0,00
12,06
15,00
1,00
0,00
12,06
100 100 1,00
0,00
15,00
1,00
0,00
0,0
2393,5
0,00
28,00
0,0
2800,0
0,00
28,00
0,0
2800,0
0,00
32,44
0,0
3243,5
0,00
41,69
0,0
4168,5
0,00
46,50
0,0
4650,0
0,00
46,50
0,0
4650,0
0,00
46,50
0,0
4650,0
0,00
46,50
0,0
4650,0
0,00
51,69
0,0
5168,7
0,00
62,44
0,0
6244,0
0,00
52,46
0,0
5246,0
0,00
22,51
0,0
2251,0
0,00
12,06
0,0
1206,0
0,00
12,06
0,0
1206,0
0,00
12,06
0,0
1206,0
0,00
12,06
0,0
1206,0
0,00
12,06
0,0
1206,0
0,00
12,06
0,0
1206,0
0,00
12,06
0,0
1206,0
0,00
12,06
0,0
1206,0
0,00
12,06
0,0
1206,0
0,00
12,06
0,0
1206,0
0,00
12,06
0,0
1206,0
0,00
12,06
0,0
1206,0
12,06
100 100
23,94
12,06
100
15,00
0,00
12,06
100
15,00
Fill
12,06
100
3189,5
Cut
46,50
100
0,0
3
Volume/100m (m )
46,50
100
3580,0
2
(m )
28,00
30,00
45,00
Luas Rata-Rata
28,00
100
0,0
17,90
Fill
100
0,0
0,00
Cut
100
0,0 12,06
2
Luas Area (m )
100
0,0
0,00
30,00
106 + 700
1206,00
0,00
22,49
h Aktual (m) 1,50
100
0,0
0,00
h Skala
100
0,0
12,06
Fill
100
0,0
12,06
100 106 + 400
0,00
12,06
100 106 + 300
12,06
12,06
100 106 + 200
0,00
12,06
100
Cut
0,0
12,06
100 106 + 000
1205,90
12,06
100 105 + 900
0,00
15,93
100 105 + 800
12,06
19,87
100 105 + 700
0,00
15,93
100 105 + 600
1205,90
12,06
100 104 + 500
0,00
12,06
100 104 + 400
12,06
12,06
100
Volume/200m (m3)
106 + 500
0,00
0,00
100 105 + 200
Fill
19,87
100 104 + 900
Cut
12,06
100 104 + 600
3
Volume/100m (m )
12,06
100 104 + 300
(m2)
12,06
100 104 + 200
Luas Rata-Rata
12,06
3 Volume/200m (m )
Cut
Fill
0,0
3989,5
0,0
5193,5
0,0
5600,0
0,0
6043,5
0,0
7412,0
0,0
8818,5
0,0
9300,0
0,0
9300,0
0,0
9300,0
0,0
9818,7
0,0
11412,7
0,0
11490,0
0,0
7497,0
0,0
3457,0
0,0
2411,8
0,0
2411,8
0,0
2411,8
0,0
2411,8
0,0
2411,8
0,0
2411,8
0,0
2411,8
0,0
2411,8
0,0
2411,8
0,0
2411,8
0,0
2411,8
TERIMA KASIH
