JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-5
1
PERENCANAAN JALUR GANDA KERETA API SURABAYA - KRIAN Aria Dwipa Sukmana, Budi Rahardjo Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected] ;
[email protected] Abstrak - Kereta api merupakan salah satu sarana transportasi yang memiliki banyak keunggulan seperti hemat energi dan rendah polutan. Selain itu kereta api juga memiliki jalur tersendiri yang tidak memiliki hambatan sehingga terhindar dari kemacetan dan memiliki waktu tempuh yang lebih singkat dibandingkan transportasi darat lain. Lintas Surabaya – Krian adalah salah satu arus yang padat di lihat dari kondisi banyaknya pengguna jalan. Peningkatan mobilitas penumpang dan barang pada jalan Surabaya – Krian baik mempergunakan moda jalan raya maupun kereta api menunjukkan peningkatan yang cukup tinggi. Untuk itu dibutuhkan solusi penambahan kapasitas jalan kereta api di jalur Surabaya – Krian sehingga dapat melayani lebih banyak jumlah perjalanan yang berdampak pada penambahan jumlah kapasitas penumpang. Dalam Tugas Akhir ini, direncanakan penambahan jalur kereta api baru untuk jalur Surabaya – Krian. Dalam prosesnya, metodologi yang digunakan adalah dengan pengumpulan data-data sekunder, mengidentifikasi permasalahan, studi literatur dan analisa data perencanaan. Hasil dari tugas akhir ini adalah adanya jalan rel baru yang menghubungkan Surabaya dan Krian sehingga dapat menambah jadwal perjalanan kereta api pada lintas tersebut serta rencana anggaran biaya yang diperlukan untuk membangun jalan rel baru. Kata kunci : Kereta Api, Desain Geometri Jalan Rel, Jalur Ganda, Jalan Rel Surabaya-Krian.
sedangkan peningkatan volume perjalanan kereta api di jalur ini juga semakin meningkat. Untuk itu dibutuhkan solusi penambahan kapasitas jalan kereta api di jalur selatan sehingga dapat melayani lebih banyak jumlah perjalanan yang berdampak pada penambahan jumlah kapasitas penumpang. Hal ini juga sesuai dengan pengembangan jaringan dan layanan kereta api regional untuk wilayah Gerbang KERTASUSILA yang ada dalam Rencana Induk Perkeretaapian Nasional (RIPNAS) dan direncanakan pengerjaannya mulai tahun 2014 – 2023. I. METODOLOGI Metodologi Tugas Akhir ini dapat dilihat pada Gambar1
I. PENDAHULUAN
K
ereta api di Indonesia merupakan salah satu transportasi darat yang banyak digunakan oleh masyarakat umum. Kebanyakan masyarakat memilih kereta api sebagai transportasi karena bisa menghindari kemacetan yang terjadi dijalan raya. Selain itu kereta api juga memiliki sistem penjadwalan yang teratur dan harganya juga relatif murah sehingga masyarakat lebih memilih menggunakan kereta api daripada bus umum. Di Indonesia sendiri telah memiliki jalur kereta api di beberapa pulau besar salah satunya di pulau jawa. Jalur rel kereta api pulau jawa membentang dari arah barat hingga timur pulau jawa. Terdapat dua rute yang ada di pulau jawa yaitu rute selatan dan rute utara. Pada saat ini, di Jawa sistem dan manajemen perkeretaapian masih dianggap kurang optimal karena jaringan rel saat ini masih berupa satu jalur dimana ini sering mengakibatkan kereta api saling tunggu untuk menggunakan jalur. Untuk jalur Pantai Utara (pantura) yang memiliki panjang jalur sekitar 727 km saat ini hanya 426 km yang sudah menjadi jalur ganda sedangkan sisanya masih dalam proses pengerjaan. Namun saat ini jalur di sebelah selatan khususnya daerah Jawa Timur masih berupa satu jalur
Gambar 1. Metodologi Tugas Akhir
Penjelasan lengkap tentang Metodologi dapat dilihat pada buku Tugas Akhir penulis.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-5
2
II. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Perencanaan Letak Jalur Ganda Jalur kedua yang akan di buat kali ini mengacu pada posisi jalur kereta api eksisting sehingga tidak memerlukan pembuatan trase baru. Dalam menentukan letak jalur kereta api yang baru data yang akan digunakan yaitu : 1. Kondisi eksisting lahan 2. Lahan milik PT. KAI 3. Emplasemen (posisi sepur utama) jalan rel baru Kondisi eksisting lahan di dapat melalui data primer survei lapangan sedangkan data lahan dan emplasemen di dapat dari data sekunder. Seluruh data berupa jarak(m) yang di ambil dari as rel eksisting Dan persyaratan yang digunakan mengacu pada ruang bebas pada untuk jalur ganda. kanan kiri
ROW
Kondisi eksisting
Lahan PT. KAI
5,95 m 5,95 m
> 5,95 m > 5,95 m
> 5,95 m > 5,95 m
Emplasemen stasiun tujuan Kanan Kiri
bisa bisa
B. Perencanaan Emplasemen Stasiun
Dengan adanya penambahan jalan rel baru sehingga diperlukan perubahan pada emplasemen stasiun, pertimbangan yang di lihat antara lain : 1. Pola operasi jalur ganda 2. Jadwal perjalanan kereta api (lalu lintas kereta api) 3. Denah awal stasiun 4. Alur pergerakan penumpang Melihat pertimbangan tersebut sehingga menghasilkan perubahan pada emplasemen stasiun Wonokromo, Sepanjang, Boharan dan Krian sebagai berikut : Lama Sepur 5 4 3 6
Baru Wesel 13 8 4 14
Sepur 5 5 4 6
PI Koordinat Awal (A) PI-1 PI-2 (B)
Letak Jalan rel baru
Contoh perhitungan : • Pertimbangan : Menggunakan data eksisting lahan dan data lahan PT. KAI. STA 17 + 900 - Kiri = (Jarak hambatan terdekat) > 5,95 = 2,5 > 5,95 = salah (tidak bisa) - Kanan = (Jarak hambatan terdekat) > 5,95 = 15 > 5,95 = benar (bisa) - Emplasemen sepur utama stasiun tujuan Stasiun tujuan = Stasiun Sepanjang ( kiri) Dengan data lahan eksisting untuk STA 17 + 900 jalan rel baru hanya bisa di letakkan di sisi kanan. Untuk hasil perhitungan lengkap dapat dilihat dalam tugas akhir penulis.
Stasiun Wonokromo Sepanjang Boharan Krian
C. Perencanaan Geometrik Jalan Rel Dalam perencanaan geometrik jalan rel dibahas meliputi alinemen horizontal dan alinemen vertikal. Alinemen Horizontal Pada perencanaan alinemen horizontal disini akan dibahas bagaimana desain lengkung yang digunakan dengan menggunakan parameter lengkung horizontal spiral-cirlespira dan full circle. Adapun langkah-langkah dalam menghitung parameter lengkung tersebut diatas adalah sebagaimana berikut : Contoh perhitungan untuk PI
Wesel 14 15 11 20
x 683002,3983 682328,079 681747,1594
y 9182950,287 9182101,738 9181796,421
• Koordinat awal – PI o Δx =674,3193, Δy = 848,549 o Δx/Δy = 0,7946 o Atan (Δx/Δy) = 38,4732⁰= α 1 • PI – B o Δx =580,9196, Δy = 305,9196 o Δx/Δy = 1,8989 o Atan (Δx/Δy) = 62,2746⁰= α 2 Δ
PI-01
= α1 - α2 =38,4732 - 62,27463 = 23,8014⁰
L titik awal ke PI-1 = =
( X 1 − X A ) 2 + (Y1 − YA ) 2
674,31932 + 848,5492
= 1083,8551 m L titik PI-1 ke PI-2
=
( X B − X 1 ) 2 + (YB − Y1 ) 2
=
580,91962 + 305,91962
= 656,2761 m Setelah didapatkan sudut PI , kemudian dilanjutkan perencanaan lengkung horizontal. V rencana = 120 km/jam R taksir = 1000 m............(Syarat PD-10) Sehingga dapat dihitung : h = 85,68 mm Lh = 102,8 m θs = 2,94695 ⁰ Lc = 312,3862 m p = 0,4394 m k = 65,859 m Ts = 262,2158 m E = 22,4147 m Ys = 1,7618 m
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-5
3
• Xm = Ts=262,2158 Xs=71,4
Ys=1,7618 p=0,4394
k=51,377 m Lh= 102,8m
S
=
∆ =23,801 o
= 22,5 m
E=22,4147 C
• Ym =
Lc= 312,3862 m
θs R=1000
θs R=1000 Lh=102,8
T
= = 0,0253 m S
Gambar 3. Skema lengkung horizontal Untuk perhitungan lengkung yang memiliki sudut ∆ lebih kecil dari 2 θ s maka lengkung yang digunakan adalah full circle . contoh perhitungan lengkung full circle seperti P1 direncanakan sebagaimana berikut: • Dengan data perencanaan untuk P1 (FC): V rencana = 120 km/jam R rencana = 2370 m Δ = 1,97992 ⁰ • Didapatkan parameter untuk lengkung horizontal sebagai berikut; h = 109,846 mm Lh = 131,8154 m Lc = 82,8927m Ts = 40,9531 m E = 0,3583 m
)
Untuk hasil perhitungan dapat dilihat dalam tugas akhir penulis. D. Perencanaan Konstruksi Rel Pada perencanaan jalan rel ini didesain dengan kriteria jalan rel kelas I, dengan data-data sebagaimana berikut : (PD10) Rel
Digunakan R54 dengan spesifikasi: − Berat rel teoritis (W) : 54,43 kg/m − Momen inersia searah sumbu X ( I x ) : 2,345 cm4 − Luas penampang melintang (A) : 69,34cm2 − Tegangan ijin rel (σ) : 1325 kg/cm2 − Modulus elastisitas : 2,1 x 106 kg/cm2
Gambar 5. Penampang rel R.54
Digunakan tipe rel R54 dengan kecepatan rencana 120 km/jam. Tekanan gandar 18 ton, transformasi gaya statis roda menjadi gaya dinamis roda digunakan persamaan Talbot sebagai berikut: V rencana = 120 km/jam Pd = P + 0,01 P (V-5) Pd = ( 9 + 0,01. 9. ((120/1.609) – 5) ) ton = 19,73707 ton = 19737,07 kg Gambar 4. Lengkung Full Circle Untuk hasil perhitungan lengkap dapat dilihat dalam tugas akhir penulis. Perhitungan lengkung vertikal pada STA 17 + 400 e = - 0,0045 e = 0,00000 • V Rencana = 120 km/jam • R Lengkung = 10000 m
λ =
=
Mo =
4
k 4 E.Ix
4
180 = 9,777 . 10-3 cm-4 6 4 x 2,1.10 x 2345
19737,07 kg Pd = = 504673,1 kg cm 4λ 4 x0,009777cm −1
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-5
σ =
MI. y Ix
Dimana: P V σ MI Y Ix
: gaya statis roda (ton) : kecepatan kereta api (mil/jam) : tegangan yang terjadi pada rel : 0,85 Mo (akibat super posisi beberapa gandar) : jarak tepi bawah rel ke garis netral : momen inersia terhadap sumbu x-x
σ =
MI. y Ix
=
0,85 * 504673,1 * 5,443 2345
σ = 995,691 kg/cm2 < tegangan ijin rel 1325 kg/cm2 ... OK Bantalan Diambil data-data bantalan beton prategang spesifikasi WIKA dengan dimensi sebagaimana berikut: • Passing ton tahunan : > 20 Juta Ton • Beban gandar : 18 ton • Lebar sepur : 1067 mm
4 Panjang rel minimum rel panjang R-54 dengan bantalan beton = 2 x 1 = 2 x 69.89472 = 139.78944 m. Dibulatkan kelipatan 25 m menjadi 150 m. Untuk menyambung rel-rel pendek menjadi rel panjang digunakan las. Perencanaan Balas Balas atas Ada 3 perbandingan perhitungan yang digunakan, 1. Menurut Wahyudi (2003) didapatkan hasil dengan tebal balas minimum 5 cm. 2. Menurut British regulation, didapatkan tebal balas minimum sebesar 38 cm 3. Standarisasi French didapatkan tebal balas minimal sebesar 55 cm Dari beberapa metode di atas maka diambil tebal ballas yang paling maksimum sehingga didapat tebal ballas adalah 0,55 m Lapisan balas bawah Untuk perencanaan balas bawah pada jalan rel ini diketahui data perencanaan sebagai berikut: Jalan kelas I, beban gandar 18 ton. Dipakai bantalan beton dengan data sebagai berikut: Lebar bantalan : 25 cm ; Panjang bantalan : 200 cm Bantalan dibuat dari beton pratekan dengan mutu beton K600 Modulus elastisitas (E) bantalan : 6400 600 = 156767,343 kg/cm2 Beban kereta sebagai beban dinamis didapatkan 15745 kg. Prosentase beban kereta yang membebani adalah 49 % 49 % Pd = 7715,05 kg λ=
Gambar 6. Dimensi bantalan beton
Panjang bantalan = 2000 mm = 200 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 Besar momen dari bantalan sebagaimana berikut Momen pada daerah di bawah rel: 124997,2089 kg cm < momen ijin = 150000 kg cm ....OK Momen pada daerah tengah bantalan: -48194,318 kg cm < momen ijin = 66000 kg cm ....OK Penjelasan lengkap mengenai perhitungan bantalan dapat dilihat pada buku Tugas Akhir penulis. Susunan Jalan Rel Untuk mendapatkan panjang minimum rel panjang L > 2L. Untuk rel R-54 dan menggunakan bantalan beton maka panjang rel panjang dimana L dapat dihitung dengan persamaan:
F = E. A.α .∆T L= r 6 2,1.10 x76,87 x1,2.10 −5 x(48 − 30) L= 450 = 69.89472 m
4
(9 * 25) /(4 * 156767,34 * 19239,75)
(23)
= 0,0125487 Sedangkan nilai a dan c diberikan pada Gambar 5.
45 cmcm a = 46,65
c= 53,35 cm 55 cm
Gambar 7. Besar nilai a dan c pada bantalan
σ 1 = 8,551 kg/cm2 d=
1, 35
58 xσ 1
σt
− 10
d = 75,713 cm d2 = d – d1 > 15 cm Tebal lapisan balas atas ditentukan berdasarkan perhitungan di atas yaitu setebal 55 cm. d2 = 75,713 – 55 = 20,713 cm dipakai d2 = 25 cm
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-5 Jarak dari sumbu jalan rel ke tepi atas lapisan bawah didapatkan sebagai berikut: • Pada sepur lurus 265 cm • Pada tikungan 270 cm Untuk hasil perhitungan dapat dilihat dalam tugas akhir penulis. Bangunan Bantu Untuk bangunan bantu yang ada pada jalur rel seperti jembatan tidak di hitung secara detail. Contoh bangunan bantu ini didapat dari bangunan yang sudah ada ataupun mengambil literatur dari daftar pustaka. Jembatan digunakan untuk jalur rel yang melewati sungai maupun jalan raya (arteri). Perencanaan jembatan disini hanya membahas jenis jembatan yang direkomendasikan. Pada jalan rel ganda yang akan dibangun kali ini, seluruh jenis jembatan meniru jembatan yang ada di jalur awal yaitu jembatan rangka dan girder. E. Rencana Anggaran Biaya Daftar harga satuan dan rincian jenis pekerjaan mengacu pada PM. 83 Tahun 2011 tentang Standart Biaya Kementrian Perhubungan Tahun Anggaran 2012. Biaya yang dibutuhkan dalam pe mbangunan jalan rel ini sebesar Rp. 615.558.221.500,- Untuk penjelasan lebih nmendetail mengenai pekerjaan track akan dibahas sebagaimana dalam tugas akhir penulis III. KESIMPULAN/RINGKASAN Dari hasil perencanaan jalan rel baru dalam Tugas Akhir yang dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Jalan rel serta emplasemen stasiun baru untuk jalur ganda dapat digunakan dengan adanya penyesuaian desain sebagaimana tertera pada Ripnas, Peraturan Dinas PJKA, dan Keputusan Menteri Perhubungan. 2. Desain geometri jalan rel meliputi alinemen vertikal dan horizontal. Trase yang digunakan adalah desain trase eksisting. 3. Struktur yang digunakan didapatkan sebagaimana berikut : • Digunakan R54 • Passing ton tahunan : > 20 Juta Ton • Beban gandar : 18 ton • Lebar sepur : 1067 mm • Jarak bantalan beton : 50 cm • Tebal balas dibawah bantalan : 34 cm • Lebar bahu balas : 50 cm • Tipe penambat : Pandrol (Elastik ganda) • Sambungan : las ditempat. • Tebal balas atas : 55 cm • Tebal balas bawah (sub balas) : 21 cm Jarak dari sumbu jalan rel ke tepi atas lapisan bawah didapatkan sebagai berikut: • Pada sepur lurus 265 cm • Pada tikungan 270 cm 4. Biaya yang dibutuhkan dalam pe mbangunan jalan rel ini sebesar Rp. 615.558.221.500,-
5
[1] [2] [3] [4] [5]
[6] [7] [8] [9]
DAFTAR PUSTAKA
Bina Marga. 1997. Tata Cara Perencanaan Geometrik Jalan Antar Kota. Jakarta : Bina Marga. PJKA, 1986. Perencanaan Konstruksi Jalan Rel (PeraturanDinas no. 10). PJKA, 1986. Penjelasan Perencanaan Konstruksi Jalan Rel (Penjelasan Peraturan Dinas no.10). UU, 2007. Perkeretaapian (UU. No. 23 Tahun 2007). Dodik Teguh, Desain Geometrik, Struktur Beserta Perkiraan Biaya Perencanaan Jalan Rel Sebagai Alternatif Transportasi Angkutan Tambang Pasir di Kabupaten Lumajang. Tugas akhir di Jurusan Teknik Sipil ITS. Wahyudi, H. 1993. Jalan Kereta Api (Struktur dan Geometrik Jalan Rel). Surabaya: Jurusan Teknik Sipil-FTSP ITS Wahyudi, H. 1997. Teknik Reklamasi. Surabaya: Jurusan Teknik SipilFTSP ITS. Menteri Perhubungan, 2011. Peraturan Menteri No. 83 Tahun 2011 (Standart Biaya Kementrian Perhubungan 2012). Kartikasari, Dewi,2007. Perencanaan Jalur ganda Kereta Api Dari Stasiun Pekalongan Ke Stasiun Tegal. Tugas Akhir di Jurusan Teknik Sipil UNDIP.
