MAKALAH TUGAS AKHIR
PERENCANAAN JEMBATAN PALU IV DENGAN KONSTRUKSI BOX GIRDER SEGMENTAL METODE PRATEKAN STATIS TAK TENTU NIA DWI PUSPITASARI NRP 3107 100 063 Dosen Pembimbing : Dr.Techn Pujo Aji, ST.,MT. Bambang Piscesa, ST., MT. JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011
1.3 BAB I PENDAHULUAN
1. Menghitung gaya-gaya yang bekerja akibat pelebaran jembatan serta gaya yang diakibatkan dalam pelaksanaan. 2. Melakukan preliminary design jembatan beton pratekan. 3. Melakukan perhitungan momen statis tak tentu dengan program bantu SAP 2000 v.14 4. Melakukan analisa penampang untuk dapat menahan lenturan akibat gaya-gaya yang bekerja. 5. Melakukan analisa struktur pada balok pratekan akibat kehilangan gaya prategang (lost of prestress). 6. Menentukan tahapan dalam pelaksanaan struktur atas jembatan tersebut. 7. Menuangkan hasil analisa struktur ke dalam gambar teknik.
1.1 Latar Belakang Jembatan Palu IV dibangun di bagian muara di kota Palu, provinsi Sulawesi Tengah. Minat dan antusias masyarakat kota Palu serta turis yang ingin menikmati keindahan alam teluk Palu, menyebabkan seringnya terjadi kemacetan di sepanjang jembatan. Oleh sebab itu apabila menggunakan jalan yang ada yaitu dua lajur dua arah dengan lebar masing-masing lajur 3,5m tidak akan memenuhi kapasitas, karena terjadi kemacetan yang diakibatkan hambatan samping yang besar. Dari permasalahan di atas maka perlu dilakukan redesign menjadi empat lajur dua arah dengan lebar masing-masing lajur 3,5m. Dengan adanya penambahan lajur menjadi 4 x 3,5m diharapkan tidak terjadi kemacetan yang diakibatkan hambatan samping yang besar pada bagian jembatan. Dalam perencanaan kembali jembatan Palu 4 dilakukan dengan menggunakan beton pratekan karena memiliki nilai ekonomis dari segi bahan, serta memiliki kemampulayanan (serviceability) yang tinggi. (T.Y.lin dan Ned H.Burns,1988). 1.2
Permasalahan 1. Bagaimana perhitungan gaya-gaya yang bekerja akibat pelebaran jembatan? 2. Bagaimana melakukan preliminary design jembatan beton pratekan? 3. Bagaimana perhitungan momen statis tak tentu pada jembatan? 4. Bagaimana melakukan analisa penampang untuk dapat menahan lenturan akibat gayagaya yang bekerja? 5. Bagaimana melakukan analisa struktur pada balok pratekan akibat kehilangan gaya prategang (lost of prestress)? 6. Bagaimana metode pelaksanaan pembangunan jembatan dengan beton pratekan? 7. Bagaimana menuangkan hasil analisa struktur ke dalam gambar teknik?
Tujuan
1.4
Batasan Masalah
Permasalahan dalam penggunaan pracetak sebenarnya cukup banyak yang harus diperhatikan, namun mengingat keterbatasan waktu, perancangan ini mengambil batasan : 1. Tinjauan hanya mencakup struktur atas jembatan (struktur primer dan struktur sekunder). 2. Tidak melakukan peninjauan terhadap analisa biaya dan waktu pelaksanaan. 3. Tinjauan hanya meliputi struktur menerus jembatan di bagian tengah penampang sungai. 4. Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat (oprit) 5. Tidak meninjau kestabilan profil sungai dan scouring. 6. Mutu beton pratekan fc‟ = 60 Mpa 7. Metode pelaksanaan hanya dibahas secara umum. 1.5 Manfaat Dengan adanya modifikasi jembatan Palu 4 dari yang semula 2 lajur 2 arah menjadi 4 lajur 2 arah, maka diharapkan tidak terjadi lagi kemacetan di sepanjang jembatan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pier Segment : Bagian ini terletak tepat diatas abutment. Deviator segment : Bagian ini dibutuhkan untuk pengaturan deviasi tendon. Standard segment : Dimensi standard box girder yang digunakan.
2.1 Beton Pratekan Definisi beton pratekan menurut SNI 03 – 2847 – 2002 (pasal 3.17) yaitu beton bertulang yang telah diberikan tegangan tekan untuk mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja. 2.1.1 Gaya Prategang Gaya Prategang dipengaruhi oleh momen total yang terjadi. Gaya prategang yang disalurkan harus memenuhi kontrol batas pada saat kritis. Persamaan berikut menjelaskan hubungan antara momen total dengan gaya prategang (T.Y Lin, 1988)
F T
MT 0,65 h
Dimana : MT = Momen Total h = tinggi balok 2.1.2 Kehilangan Gaya Prategang Kehilangan gaya prategang dapat disebabkan oleh beberapa faktor antara lain (T.Y Lin, 1988): Perpendekan elastis beton. Rangkak. Susut. Relaksasi tendon. Friksi. Pengangkuran.
2.2 Precast Segmental Box Girder Precast segmental box girder adalah salah satu perkembangan penting dalam teknik jembatan yang tergolong baru dalam beberapa tahun terakhir. Berbeda dengan sistem konstruksi monolit, sebuah jembatan segmental box girder terdiri dari elemenelemen pracetak yang dipratekan bersama-sama oleh tendon eksternal (Prof. Dr.-Ing. G. Rombach, 2002). 2.2.1
Elemen Struktural Jembatan Segmental Box Girder Jembatan segmental seharusnya dibangun seperti sturktur bentang tunggal untuk menghindari adanya sambungan kabel post-tension. Sehubungan dengan adanya eksternal post-tension maka diperlukan tiga macam segmen yang berbeda, diantaranya (Prof. Dr.-Ing. G. Rombach, 2002):
Gambar 2.1 Tipe Segmen Box Girder Sumber : jurnal Prof. Dr.-Ing. G. Rombach, 2002
2.2.2
Desain Elemen Sambungan Sambungan pada jembatan segmental telah dirancang sesuai dengan rekomendasi AASHTO. (Prof. Dr.-Ing. G. Rombach, 2002)
Gambar 2.3 Detail sambungan pada segmental box girder Sumber : Jurnal Prof. Dr.-Ing. G. Rombach, 2002 2.3 Balok Pratekan Menerus Statis Tak Tentu Dalam tugas akhir ini direncanakan jembatan dengan konstruksi beton pratekan statis tak tentu. Seperti halnya dengan struktur menerus lainnya, lendutan pada balok menerus akan lebih kecil daripada lendutan pada balok sederhana (diatas dua tumpuan) (T.Y Lin dan Ned H. Burn, 1988). Kontinuitas pada konstruksi beton prategang dicapai dengan memakai kabel-kabel melengkung
atau lurus yang menerus sepanjang beberapa bentangan. Juga dimungkinkan untuk menimbulkan kontinuitas antara dua balok pracetak dengan memakai “kabel tutup” (cap cable). Alternatif lain, tendon-tendon lurus yang pendek dapat dipakai diatas tumpuan untuk menimbulkan kontinuitas antara dua balok prategang pracetak (N. Krishna Raju, 1989)
girder. Dengan konstruksi rangka batang yang menumpu di atas kepala pilar/substructure.
2.4 Metode Konstruksi Dalam buku berjudul Prestressed Concrete Segmental Bridges, untuk pelaksanaan metode kantilever membutuhkan adanya tendon-tendon yang berfungsi sebagai penompang setiap segmen Box Girder. Tendon yang digunakan terdiri dari dua jenis yaitu “cantilever” tendons dan “continuity” tendons. Cantilever tendons terletak di area momen negative yang dijacking saat setiap segmen box girder ditempatkan. Cantilever tendons dapat diperpanjang hingga ke bagian bawah dengan melewati badan segmen, atau dapat juga berhenti hanya pada bagian atas segmen. Continuity tendons bekerja untuk menyediakan gaya prestressing di area momen positif. Continuity tendons di tempatkan dan dijacking setelah penutup sambungan telah ditempatkan.
Gambar 2.6 Metode pelaksanaan segmental box girder Sumber : Buku Prestressed Concrete Segmental Bridges
BAB III METODOLOGI Start Mengumpulkan data dan literatur : Data umum jembatan dan data bahan. Data gambar Buku-buku referensi Peraturan-peraturan yang berkaitan
Preliminary Design : Menentukan dimensi box Menentukan panjang segmen box girder
Perhitungan momen statis tak tentu
Merencanakan dimensi struktur sekunder : Merencanakan pelat lantai kendaraan Menetapkan desain trotoar dan pagar.
Perhitungan pembebanan jembatan : Mengumpulkan data-data perencanaan jembatan Menghitung pembebanan struktur utama
Analisa Struktur Utama Jembatan : Analisa tegangan terhadap berat sendiri, beban mati tambahan dan beban hidup Perhitungan gaya prategang awal Menentukan layout kabel tendon Perhitungan kehilangan gaya prategang. Permodelan jembatan box girder dengan program SAP 2000
Gambar 2.5 Letak Cantilever tendons dan Continuity tendons dalam Box Girder Sumber : Buku Prestressed Concrete Segmental Bridges Metode konstruksi yang dipilih dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah metode Balance Cantilever Using Launching Girder. Pada metode ini membutuhkan rangka batang sebagai penompang utama dalam proses perpindahan dan pemasangan segmental box
Kontrol terhadap kekuatan dan kestabilan : Kontrol analisa tegangan akhir Kontrol momen retak Kontrol momen batas Kontrol torsi Kontrol geser pada sambungan antar segmen Kontrol lendutan
OK
Menuangkan bentuk struktur dan hasil perhitungan dalam bentuk gambar teknik
Finish
NOT OK
3.1 Pengumpulan Data dan Literatur Data-data perencanaan diperoleh dinas Pekerjaan Umum Tingkat Kota, Kota Palu, Sulawesi Tengah. Jembatan Palu 4 Surabaya ini dimodifikasi ulang dengan memakai box girder pratekan dengan bentang menerus (statis tak tentu). Adapun data-data yang digunakan dalam perencanaan adalah sebagai berikut: 1. Panjang jembatan : 162 m, terdiri dari 2 bentang dan dua kantilever ujung ( 21 m + 60 m + 60 m + 21 m ) 2. Lebar jembatan : 15,6 m 3. Lebar rencana jalan : 14 m. 4. Lantai kendaraan beton bertulang : 4 lajur 2 arah @ 3.5 m 5. Lebar trotoar : 2 x 0,8 m 6. Gelagar utama : Box girder 3.2 Preliminari design a. Tafsiran Tinggi box girder Untuk menentukan tinggi balok (h), digunakan rumus : L L h 15 30 b. Ketebalan Minimum Web Box Girder - 300 mm jika terdapat saluran untuk penempatan post tensioning tendons di badan box. - 350 mm terdapat angker tendon yang ditempatkan di badan box. c. Ketebalan Minimum Top Flange Box Girder - Untuk lebar antar badan box < 3m tf = 175 mm - Untuk lebar antar badan box antara 3 4,5m tf = 200 mm - Untuk lebar antar badan box antara 4,5 – 7,5 m tf = 250 mm d. Ketebalan Minimum Bottom Flange Box Girder Pada jembatan yang telah ada sebelumnya menggunakan ketebalan minimum kurang lebih 125mm. 3.3 Perhitungan Momen Statis Tak Tentu Pada perhitungan ini beban-beban yang diperhitungkan meliputi : 1. Beban sendiri box girder 2. Beban lantai kendaraan, aspal, dan air hujan 3. Beban hidup (lalu lintas) Untuk menghitung momen yang terjadi pada struktur statis tak tentu yaitu dengan menggunakan program bantu SAP 2000 v.14.
3.4 Perhitungan Gaya Prategang Awal Tegangan ijin beton sesaat setelah penyaluran gaya prategang: Tegangan tekan : ci 0.6 f ' ci (SNI 032847-2002 Ps.20.4.1(1)). Tegangan tarik : ti 0.25 f 'ci (SNI 032847-2002 Ps.20.4.1(2)). Tegangan ijin beton sesaat setelah kehilangan gaya prategang: Tegangan tekan : ci 0.45 f 'c (SNI 032847-2002 Ps.20.4.2(1)). Tegangan tarik : ti 0.50 f 'c (SNI 032847-2002 Ps.20.4.2(2)). Merencanakan besarnya gaya prategang Fo Fo e M G ti A Wt Wt Fo Fo e M G ci A Wb Wb 3.5 Kehilangan gaya prategang Dalam perencanaan beton pratekan, analisis gaya-gaya efektif dari tendon penting sekali untuk diketahui. Dalam buku karangan T.Y Lin dan Ned H Burns tahun 1988 disebutkan bahwa kehilangan gaya prategang akan terjadi dalam dua tahap dan keduanya akan sangat mempengaruhi hasil akhir gaya-gaya efektif tendon yang akan terjadi. 1) Tahap pertama, pada saat setelah peralihan gaya prategang ke penampang beton, tegangan dievaluasi sebagai tolak ukur perilaku elemen struktur. Pada tahap ini kehilangan gaya prategang meliputi : Perpendekan elastis beton (ES) Gesekan (FR) Slip angkur (ANC) 2) Tahap kedua, pada saat beban bekerja setelah semua gaya prategang terjadi dan tingkatan prategang efektif jengka panjang telah tercapai. Akibat waktu yang lama akan terjadi kehilangan gaya prategang sebagai berikut : Rangkak beton (CR) Susut (SH) Relaksasi baja (RE) 3.6 Pembebanan Pada Struktur Utama Jembatan Pembebanan yang diterapkan mengacu kepada muatan atau aksi lain (beban perpindahan dan pengaruh lainnya) yang timbul pada suatu jembatan berdasarkan acuan RSNI T-02-2005.
Beban-beban yang bekerja antara lain sebagai berikut : a. Beban Tersebar Merata (UDL = q) Besarnya beban tersebar merata q adalah : q = 9.0 KN/m2,(L < 30 meter) q = 9.0 (0.5+15/L),(L > 30 meter) b. Beban Garis (KEL= P) Besarnya beban garis “P” ditetapkan sebesar 49 KN/m [RSNI T-02-2005 pasal 6.3.1] Beban Lajur “T” [RSNI T-02-2005 pasal 6.4.1] Beban truck ”T” adalah satu kendaraan berat dengan 3 as yang ditempatkan pada beberapa posisi dalam lajur lalu – lintas rencana. Faktor Pejalan Kaki [RSNI T-02-2005 pasal 6.9] Intensita pejalan kaki dipengaruhi oleh luas total daerah pejalan kaki yang direncanakan. Besarnya beban yang bekerja adalah 2 kN/M2. Beban Angin [RSNI T-02-2005 pasal 7.6] Gaya nominal ultimate dan daya layan jembatan akibat angin tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut : Tew = 0.0006 Cw (Vw)2 Ab → kN Dimana : Vw = Kecepatan angin rencana untuk keadaan batas yang ditinjau (m/det). Cw = Koefisien seret Ab = Luas koefisien bagian samping jembatan ( m2 ) Dan apabila suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis merata tambahan arah horizontal harus diterapkan pada permukaan lantai seperti rumus berikut ini : Tew = 0.0012 Cw (Vw)2 → kN/m Dimana :
3.7 Menuangkan hasil perhitungan ke dalam gambar Dalam menuangkan hasil perhitungan ke dalam gambar teknik yaitu dengan menggunakan program Autocad. BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 4.1 Perhitungan Tiang Sandaran Beban yang bekerja pada sandaran adalah berupa gaya horisontal sebesar 0.75 KN/m (RSNI T-02-2005 pasal 12.5). Beban ini bekerja pada ketinggian 100 cm terhitung dari lantai trotoar. Dipakai tulangan 2 D 13 ( As = 265,33 mm2 ) As‟ = 2 D 13 (As‟ = 265,33 mm2) Sengkang praktis Ø 8 – 150 ( 334,93 mm2 ) 4.2 Perhitungan Trotoar Trotoar direncanakan dengan lebar 80 cm dan tebal 25 cm dan ditempatkan di atas lantai kendaraan. Sesuai dengan RSNI T-02-2005 semua elemen dari trotoar atau jembatan penyebrangan secara langsung memikul beban pejalan kaki. Luas areal yang dibebani pejalan kaki : Berdasarkan gambar 10 pada RSNI T-02-2005 untuk luas trotoar (A) >100 m2 , maka beban nominal pejalan kaki sebesar 2 kPa = 2000 N/m2 Karena lebar trotoar 0,8 m 2 2000 N / m 0,8 m = 1600 N/m. Beban tersebut akan dibebankan pada box girder.
Tabel 3.10 Koefisien Cw Type Bangunan Atas Masif
Koef. Cw
b/d = 1 b/d = 2 b/d = 6
2.1 1.5 1.25
Bangunan rangka
1.2
4.3 Perhitungan Kerb (Balok Trotoar) Kerb merupakan balok trotoar yang terletak di sisi luar dari trotoar. Pada puncak kerb bekerja gaya horizontal sebesar 500 kg. Dimensi kerb direncanakan dengan lebar 20 cm dan tebal 25 cm. Data- data yang dibutuhkan untuk perhitungan
Tabel 3.11 Kecepatan Angin Rencana Location Limit State Keadaan Batas Serviceability Daya layan Ultimate
Lokasi
< 5 km of the coast < 5 km dari pantai
> 5 km from the coast > 5 km dari pantai
30 m/s
25 m/s
35 m/s
30 m/s
Dipakai tulangan D 13 - 100(As = 1326,65 mm2) 4.4
Kontrol Terhadap Geser Ponds Berikut adalah tahapan perhitungan kontrol terhadap geser ponds. Gaya geser (V) = 263,25 KN Kemampuan geser (Vu)= 4.016,632 KN
Gaya geser 263,25 KN
< ø × Vu < 0,7 × 4.016,632
263,25 KN
< 2.811,64 KN … OK
BAB V PERENCANAAN STRUKTUR ATAS 5.1 Data Perencanaan Dalam Tugas Akhir ini akan direncanakan Jembatan Palu IV dengan konstruksi box girder pratekan struktur statis tak tentu. Jembatan Palu IV ini melintasi sungai Palu yang memiliki bentang total 300 m. Pada pembahasan sebelumnya telah disebutkan bahwa akan dibagi menjadi tiga jembatan dengan panjang total masing-masing 61m, 162m, dan 61m. Diantara masing-masing jembatan dihubungkan dengan sebuah pelat penghubung dengan panjang 8m. Penulis mengambil batasan bahwa dalam tugas akhir ini hanya menganalisa struktur jembatan pada bagian tengah. Sebagai hasil akhir dari Tugas Akhir ini nantinya dimensi penampang struktur jembatan akan dituangkan ke dalam bentuk gambar teknik. Nama jembatan Lokasi jembatan
: :
Tipe jembatan
:
Panjang total
:
Metode pelaksanaan
:
Lebar total jembatan Lebar lantai kend. Lebar Trotoar Jumlah lajur Lebar tiap lajur
: : : : :
Jembatan Palu 4 Melintasi sungai Palu pada bagian muara di sekitar kawasan wisata pantai teluk Palu, provinsi Sulawesi Tengah. Precast segmental box girder dengan menggunakan struktur beton pratekan tipe single box. 162 m, terdiri dari 4 bentang dengan panjang bentang masingmasing 21m, 60m, 60m, dan 21m. Dengan metode Balance Cantilever Using Launching Gantry 15,6 m. 14 m. 2 × 0,8 m. 4 lajur, 2 arah (UD) 3,5 m.
5.2 Data-data Bahan 5.2.1 Beton Kuat tekan beton prategang (fc’ ) = 60 MPa Kuat tekan beton untuk struktur sekunder (fc’ ) = 30 MPa 5.2.2 Baja Mutu baja yang digunakan untuk penulangan box girder adalah baja mutu (fy) = 400 MPa.
Mutu baja yang digunakan untuk penulangan struktur sekunder adalah baja mutu (fy) = 240 MPa. Dalam perencanaan ini akan digunakan jenis kabel dan angkur ASTM A416-74 Grade 270 dengan diameter Ø15,2 mm. 5.3 Tegangan Ijin Bahan 5.3.1 Beton Prategang (Pasal 4.4.1.2) Pada saat transfer Kuat tekan beton saat transfer ( f ci ' ) -
f ci ' 65 %
fc '
= 65 % × 60 = 39 MPa Tegangan tekan dalam penampang beton tidak boleh melampaui nilai sebagai berikut : 0,6 f ci ' tekan
0,6 39
= 23,4 MPa Untuk struktur jembatan segmental pracetak tegangan tarik yang diijinkan: 0 MPa tarik Pada saat service Tegangan tekan dalam penampang beton tidak boleh melampaui nilai sebagai berikut : 0,45 f c ' tekan
0,45 60 = 27 MPa Tegangan tarik yang diijinkan pada kondisi batas layan. 0 MPa tarik Modulus Elastisitas (E)
-
E = 4700 ×
fc '
= 4700 × 60 =36406,043 MPa 5.3.2 Baja Prategang (Pasal 4.4.3) Modulus Elastisitas (Es) = 200.000 MPa Tegangan Putus kabel (fpu)= 1745 MPa Tegangan leleh kabel (fpy)= 0,85 × fpu = 0,85 × 1745 = 1483,25 MPa Tegangan tarik ijin kabel (jacking) = 0,94 × fpy = 0,94 × 1483,25 = 1394,255 MPa Tegangan tarik ijin kabel (setelah pengangkuran) = 0,7 × fpu = 0,7 × 1745 = 1221,5 MPa
5.4 Preliminari Design 5.4.1 Perencanaan Dimensi Profil Box Girder Langkah awal dalam menentukan dimensi box girder adalah dengan menentukan tinggi tafsiran ( htafsiran ) penampang box girder. Htafsiran diperoleh dari rasio tinggi (h) terhadap bentang (L) yang telah disebutkan pada pembahasan sebelumnya yaitu 1/20 L (dalam buku Prestressed Concrete Segmental Bridges). - Profil box girder : Bentang 60 m htafsiran = 1/20 × L = 1/20 × 60 m =3m Direncanakan menggunakan dimensi box girder sebagai berikut : Data penampang : A = 1,5617 × 105 cm2 = 1,5617 × 107 mm2 yb = 1.941,9 mm ya = 300 – 194,19 = 105,81 cm = 1.058,1 mm I = 1.584.264.943 cm4 = 1,584 × 1013 mm4 q = 390,425 KN/m 5.5 Analisa Pembebanan 5.5.1 Analisa Beban Mati a. Analisa berat sendiri A = 15,617 × 104 cm2 = 15,617 m2 q = A × Bj.beton = 390,425 KN/m b. Analisa beban mati tambahan - Berat lapisan aspal = 24,64 KN/m - Air hujan = 6,86 KN/m - Trotoar+kerb = 9,6 KN/m - Tiang sandaran = 0,54KN/m 5.5.2 Analisa Beban Hidup a. Beban lajur “D” Beban terbagi rata (UDL), untuk bentang 21 m q = 9,0 KPa = 9,0 KN/m2 = 9,0 × 2,75 m = 24,75 kN/m/lajur
q1
= 100 % × 24,75 × 4 = 99 KN/m
q2
= 50 % × 24,75 × 4 = 49,5 KN/m
Beban terbagi rata (UDL), untuk bentang 60 m 15 q = 9,0. 0.5 KPa L = 9,0 0.5
15 KPa = 6,75 KN/m2 60
= 6,75 × 2,75 m = 18,56 KN/m
b.
q1
= 100 % × 18,56 × 4 = 74,25 KN/m
q2
= 50 % × 18,56 × 4 = 37,125 KN/m
Beban garis (KEL) p =49 KN/m=49 × 2,75=134,75 KN/lajur p1‟ = 100 % × 134,75 × 4 = 539 KN p2‟ = 50 % × 134,75 × 4 = 269,5 KN
Beban Truk “T” TTR = „T‟ (1+FBD) KUTT = 112,5 × (1+0,3) × 1,8 = 263,25 KN 5.5.3 Beban angin a. Akibat angin Hw = 0,0006 × Cw × (Vw)2 × Ab c.
= 0,0006×1,3956×(35)2×3= 3,077 kN / m b.
Akibat angin yang mengenai kendaraan TEW = 0,0012 × Cw × (Vw)2 = 0,0012×1,3956×(35)2= 2,0515 KN/m
5.6 Perhitungan Momen dan Perencanaan Tendon Prategang 5.6.1 Perencanaan Tendon Kantilefer (Tahap 1) Tendon kantilefer dihitung berdasarkan momen yang didapat akibat berat sendiri box girder. Pada perencanaan jembatan Palu 4 ini terdapat dua jenis kantilefer yang berbeda yaitu kantilefer pada tumpuan tepi (A) dan dan pada tumpuan tengah (B) Pada Kantilefer B beban akibat berat sendiri box girder antara lengan kiri dan lengan kanan telah seimbang. Akan tetapi pada kantilefer A terdapat perbedaan jumlah segmen sehingga perlu diberi beban penyeimbang pada salah satu ujungnya. Beban tambahan ujung ini juga berfungsi sebagai pelat penghubung antar jembatan dengan panjang segmen adalah 7,916 m. Beban tersebut memberikan beban pada segmen ujung sebesar 2732,975 KN atau setara dengan dua berat box girder. Memiliki penampang sebagai berikut : Analisa perhitungan momen pemasangan segmen akibat berat sendiri dan beban pelat ujung pada saat kantilefer menggunakan program SAP 2000, didapatkan momen maksimum sebesar : M 7 (x=21 m) = - 1,53 × 1011 Nmm 1. Rencanakan gaya pratekan dan jenis tendon yang dibutuhkan untuk memikul momen akibat berat sendiri box girder :
Diambil contoh untuk perhitungan pada joint 13 : Direncanakan menggunakan tendon / kabel jenis strand seven wires stress relieved (7 kawat untaian). Dengan mengacu pada tabel VSL, berikut adalah jenis dan karakteristik tendon yang digunakan : Diameter = 15,2 mm Luas nominal (As) = 143,3 mm2 Minimum breaking load = 250 KN Modulus elastisitas (Es) = 200.000 MPa fpu=1.216,27 MPa Data penampang box girder : H = 3000 mm A = 1,5617 × 107 mm2 ya = 1058,1 mm yb = 1941,9 mm I = 1,584 × 1013 mm4 M13 = 9,5654 × 109 Nmm wa = 1,4972 × 1010 mm3 kb = 958,7 mm Diambil tebal decking 15 cm: e = ya – 150 mm = 1058,1 – 150 = 908,1 mm (diatas c.g.c) 9,5654 10 9 5.123.930,93 N Fperlu = M e kb
908,1 958,7
Untuk sistem pasca tarik diasumsikan terjadi kehilangan gaya prategang sebesar 20 %. Maka Fperlu = 5.123.930,93 N / 0,8 = 6.404.913,66 N Perhitungan jumlah tendon yang diperlukan untuk dapat memikul Fperlu adalah sebagai berikut : F13 = Fperlu – F14 = 6.404.913,66 – 2.500.000 = 3.904.913,66 N Jumlah strand untuk 1 web : Aps =
F0
3.904.913,66 2
f pu
2
2 = 1.605,3 mm
1.216,27
Direncanankan menggunakan 1 duct : A ps 1 1.605,3 = 9,98 strand ≈ 10 strand As 1 143,3 Maka untuk menahan momen di joint 13 dipasang tendon 1 VSL 10 Sc dengan gaya F = 2500 KN Pada joint 13 telah terpasang dua pasang tendon yaitu VSL 10 Sc dan VSL 5 Sc. Sehingga akan terdapat gaya total tendon sebesar : Ftotal = F13 + F14 =(2 × 2500 KN)+(2 × 1250 KN)=7500 KN = 7.500.000 N > Fperlu = 6.404.913,66 N 2. Kontrol tegangan akibat tendon pada joint 13: Serat atas Fo Fo e y a M G y a fo = A I I
=
7,5 106 1,5617 107
7,5 106 908,1 1058,1 1,584 1013
9,565 109 1058,1 1,584 1013
= – 0,480 – 0,455 + 0,639 = – 0,296 MPa (tekan)< tarik 0 MPa ..OK Serat bawah Fo Fo e yb M G yb fo = A I I = 7,5 106 7,5 106 908,1 1941,9 9,565 109 1941,9 1,5617 107
1,584 1013
1,584 1013
= – 0,480 + 0,839 – 1,172 = – 0,818 MPa (tekan) = 0,818 MPa< tekan 23,4 MPa …..OK (tanda +/– diabaikan karena hanya menunjukkan sifat tegangan tarik / tekan ) Tabel 6.3 Perhitungan gaya prategang dan kontrol tegangan pada penampang pada Kantilefer A Joint
Mg (Nmm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0 11960000000 28700000000 50220000000 76520000000 107600000000 153000000000 117200000000 86090000000 59780000000 38260000000 21520000000 9565412500 2391353125 0
Jenis F (N) sesuai VSL tendon 0 20 Sc 5000000 23 Sc 5750000 31 Sc 7750000 35 Sc 8750000 40 Sc 10000000 41 Sc 10100000 40 Sc 10000000 35 Sc 8750000 31 Sc 7750000 23 Sc 5750000 20 Sc 5000000 10 Sc 2500000 5 Sc 1250000 0
F (N) kumulatif 0 17500000 29000000 44500000 62000000 82000000 102200000 82000000 62000000 44500000 29000000 17500000 7500000 2500000 0
F/A (Mpa) 0 -1.121 -1.857 -2.849 -3.970 -5.251 -6.544 -5.251 -3.970 -2.849 -1.857 -1.121 -0.480 -0.160 0
F.e.y/I (Mpa) Mg.y/I (Mpa) Resultan (Mpa) Ket atas bawah atas bawah atas bawah 0 0 0 0 0 0 OK -1.061 1.948 0.799 -1.466 -1.383 -0.639 OK -1.759 3.228 1.917 -3.518 -1.699 -2.147 OK -2.699 4.953 3.354 -6.156 -2.194 -4.052 OK -3.760 6.901 5.111 -9.379 -2.620 -6.448 OK -4.973 9.127 7.187 -13.189 -3.038 -9.312 OK -6.199 11.376 10.219 -18.753 -2.524 -13.922 OK -4.973 9.127 7.828 -14.365 -2.396 -10.489 OK -3.760 6.901 5.750 -10.552 -1.980 -7.621 OK -2.699 4.953 3.993 -7.327 -1.556 -5.224 OK -1.759 3.228 2.555 -4.690 -1.060 -3.319 OK -1.061 1.948 1.437 -2.638 -0.745 -1.810 OK -0.455 0.835 0.639 -1.172 -0.296 -0.818 OK -0.152 0.278 0.160 -0.293 -0.152 -0.175 OK 0 0 0 0 0 0 OK
Tabel 6.4 Perhitungan gaya prategang dan kontrol tegangan pada penampang pada Kantilefer B Joint
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
Mg (Nmm)
0 2391353125 9565412500 21520000000 38260000000 59780000000 86090000000 117200000000 153000000000 117200000000 86090000000 59780000000 38260000000 21520000000 9565412500 2391353125 0
Jenis tendon
0 5 10 20 23 31 35 40 41 40 35 31 23 20 10 5 0
Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc
F (N) jumlah sesuai VSL strand
0 1250000 2500000 5000000 5750000 7750000 8750000 10000000 10100000 10000000 8750000 7750000 5750000 5000000 2500000 1250000 0
F (N) kumulatif
F/A (Mpa)
F.e.y/I (Mpa)
Mg.y/I (Mpa)
Resultan (Mpa)
atas
atas
atas
Ket bawah
bawah
bawah
0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2500000 -0.160 -0.152 0.278 0.160 -0.293 -0.152 -0.175 OK 2 7500000 -0.480 -0.455 0.835 0.639 -1.172 -0.296 -0.818 OK 2 17500000 -1.121 -1.061 1.948 1.437 -2.638 -0.745 -1.810 OK 2 29000000 -1.857 -1.759 3.228 2.555 -4.690 -1.060 -3.319 OK 2 44500000 -2.849 -2.699 4.953 3.993 -7.327 -1.556 -5.224 OK 2 62000000 -3.970 -3.760 6.901 5.750 -10.552 -1.980 -7.621 OK 2 82000000 -5.251 -4.973 9.127 7.828 -14.365 -2.396 -10.489 OK 2 102200000 -6.544 -6.199 11.376 10.219 -18.753 -2.524 -13.922 OK 2 82000000 -5.251 -4.973 9.127 7.828 -14.365 -2.396 -10.489 OK 2 62000000 -3.970 -3.760 6.901 5.750 -10.552 -1.980 -7.621 OK 2 44500000 -2.849 -2.699 4.953 3.993 -7.327 -1.556 -5.224 OK 2 29000000 -1.857 -1.759 3.228 2.555 -4.690 -1.060 -3.319 OK 2 17500000 -1.121 -1.061 1.948 1.437 -2.638 -0.745 -1.810 OK 0 7500000 -0.480 -0.455 0.835 0.639 -1.172 -0.296 -0.818 OK 0 2500000 -0.160 -0.152 0.278 0.160 -0.293 -0.152 -0.175 OK 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5.6.2
Perencanaan Tendon Bentang Menerus (Tahap 2) Pada tahap 2 ini tendon tengah dipasang dan di jacking setelah box girder pada tengah bentang telah dicor dan mengeras sehingga struktur telah menjadi statis taktentu.
Berikut langkah-langkah perhitungannya: 1. Hitung momen akibat beban – beban tambahan yang bekerja pada jembatan. Perhitungan beban mati - Beban mati tambahan - Berat lapisan aspal = 24,64 KN/m - Berat air hujan = 6,86 KN/m
-
Berat trotoar + kerb = 9,6 KN/m Berat tiang sandaran = 0,54 KN/m + q1 = 41,64KN/m = 41,64 N/mm - Beban segmen tengah bentang (segmen 15 dan 32) - Berat segmen (q2) = 390,425 KN/m
Tabel 6.6 Resume kontrol tegangan akibat tendon pratekan pada pembebanan kombinassi 2 Joint
b. Beban lalu lintas - BTR 21meter = 99 KN/m = 99 N/mm - BTR 60meter = 74,25 KN/m = 74,25 N/mm - BGT = 539 KN = 539.000 N - Beban truk = 263,25 KN = 263.250 N Karena BGT lebih besar dari pada beban truk maka pada pembebanannya digunakan BGT karena yang paling menentukan. Rencanakan gaya pratekan dan jenis tendon yang dibutuhkan untuk memikul momen maximum akibat beban tambahan dan beban lalu lintas yang terjadi: Tabel 6.5 Resume kontrol tegangan akibat tendon pratekan pada pembebanan kombinassi 1 Joint
MT (Nmm)
Jenis Tendon
F (sesuai VSL)
F/A (Mpa)
F.e.y/I (Mpa)
Mt.y/I (Mpa)
atas
bawah
atas
bawah
-0.500 -0.782 -1.125 0.287 0.424 2.589 3.479 4.194 4.736 5.104 5.298 5.298 5.104 4.736 4.194 3.479 -2.350 -4.300 -6.424 -8.722 -6.424 -4.300 -2.350 3.479 4.194 4.736 5.104
Resultan akhir (Mpa)
Ket atas bawah -4.526 -6.399 OK -4.790 -9.545 OK -4.089 -14.499 OK -4.731 -9.653 OK -4.390 -6.649 OK -4.383 -6.525 OK -4.373 -3.730 OK -3.571 -5.974 OK -3.418 -4.439 OK -3.474 -3.429 OK -3.427 -3.060 OK -3.427 -3.060 OK -3.473 -3.429 OK -3.418 -4.439 OK -3.571 -5.974 OK -4.373 -3.730 OK
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
-4080720000 -6376125000 -9181620000 2337707949 3456778000 21120000000 28380000000 34220000000 38640000000 41640000000 43220000000 43220000000 41640000000 38640000000 34220000000 28380000000 -19170000000 -35080000000 -52410000000 -71160000000 -52410000000 -35080000000 -19170000000 28380000000 34220000000 38640000000 41640000000
36 36 36 36 36 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 40 40 40 40 40 40 40 32 32 32 32
Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc
19000000 19000000 19000000 19000000 19000000 15750000 15750000 31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 15750000 40000000 40000000 40000000 40000000 40000000 40000000 40000000 15750000 31500000 31500000 31500000
-1.217 -1.217 -1.217 -1.217 -1.217 -1.009 -1.009 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -1.009 -2.561 -2.561 -2.561 -2.561 -2.561 -2.561 -2.561 -1.009 -2.017 -2.017 -2.017
-0.962 -0.962 -0.962 -0.962 -0.962 1.885 1.885 3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 1.885 -2.025 -2.025 -2.025 -2.025 -2.025 -2.025 -2.025 1.885 3.770 3.770 3.770
1.766 1.766 1.766 1.766 1.766 -3.459 -3.459 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -3.459 3.717 3.717 3.717 3.717 3.717 3.717 3.717 -3.459 -6.918 -6.918 -6.918
0.273 0.426 0.613 -0.156 -0.231 -1.411 -1.896 -2.286 -2.581 -2.781 -2.887 -2.887 -2.781 -2.581 -2.286 -1.896 1.280 2.343 3.500 4.753 3.500 2.343 1.280 -1.896 -2.286 -2.581 -2.781
32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43
43220000000 43220000000 41640000000 38640000000 34220000000 28380000000 21120000000 3456778000 2337707949 -9181620000 -6376125000 -4080720000
32 32 32 32 32 32 32 36 36 36 36 36
Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc
31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 15750000 15750000 19000000 19000000 19000000 19000000 19000000
-2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -1.009 -1.009 -1.217 -1.217 -1.217 -1.217 -1.217
3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 1.885 1.885 -0.962 -0.962 -0.962 -0.962 -0.962
-6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -3.459 -3.459 1.766 1.766 1.766 1.766 1.766
-2.887 5.298 -3.427 -3.060 OK -2.887 5.298 -3.427 -3.060 OK -2.781 5.104 -3.474 -3.429 OK -2.581 4.736 -3.418 -4.439 OK -2.286 4.194 -3.571 -5.974 OK -1.896 3.479 -4.373 -3.730 OK -1.411 2.589 -4.383 -6.525 OK -0.231 0.424 -4.390 -6.649 OK -0.156 0.287 -4.731 -9.653 OK 0.613 -1.125 -4.089 -14.499 OK 0.426 -0.782 -4.790 -9.545 OK 0.273 -0.500 -4.526 -6.399 OK
-4.862 -4.224 -3.483 -2.358 -3.483 -4.224 -4.862
-6.418 -10.765 -15.757 -21.489 -15.757 -10.765 -6.418
OK OK OK OK OK OK OK
-4.373 -3.571 -3.418
-3.730 OK -5.974 OK -4.439 OK
-3.474
-3.428 OK
MT (Nmm)
Jenis Tendon
F (sesuai VSL)
F/A (Mpa)
F.e.y/I (Mpa)
Mt.y/I (Mpa)
atas
bawah
atas
bawah
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
-25100000000 -35680000000 -47991620000 -40210000000 -32940000000 -26180000000 -19920000000 -14180000000 -8952778209 -4231952910
36 36 36 36 36 32 32 32 32 32 -21217611 32 -21217611 32 -21217611 32 -4231952910 32 -8952778209 32 -14180000000 32 -19170000000 40 -35080000000 40 -52410000000 40 -71160000000 40 -52410000000 40 -35080000000 40 -19170000000 40 6326296639 32 16270000000 32 24800000000 32 31900000000 32
Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc
19000000 19000000 19000000 19000000 19000000 15750000 15750000 31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 15750000 40000000 40000000 40000000 40000000 40000000 40000000 40000000 15750000 31500000 31500000 31500000
-1.217 -1.217 -1.217 -1.217 -1.217 -1.009 -1.009 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -1.009 -2.561 -2.561 -2.561 -2.561 -2.561 -2.561 -2.561 -1.009 -2.017 -2.017 -2.017
-0.962 -0.962 -0.962 -0.962 -0.962 1.885 1.885 3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 1.885 -2.025 -2.025 -2.025 -2.025 -2.025 -2.025 -2.025 1.885 3.770 3.770 3.770
1.766 1.766 1.766 1.766 1.766 -3.459 -3.459 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -3.459 3.717 3.717 3.717 3.717 3.717 3.717 3.717 -3.459 -6.918 -6.918 -6.918
1.676 2.383 3.205 2.686 2.200 1.749 1.330 0.947 0.598 0.283 0.001 0.001 0.001 0.283 0.598 0.947 1.280 2.343 3.500 4.753 3.500 2.343 1.280 -0.423 -1.087 -1.656 -2.131
-3.077 -4.373 -5.882 -4.929 -4.038 -3.209 -2.442 -1.738 -1.097 -0.519 -0.003 -0.003 -0.003 -0.519 -1.097 -1.738 -2.350 -4.300 -6.424 -8.722 -6.424 -4.300 -2.350 0.775 1.994 3.040 3.910
32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43
41850000000 41850000000 34660000000 27110000000 18140000000 7756801199 -4050325350 -17280000000 -31920000000 -47991620000 -35680000000 -25100000000
Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc
31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 15750000 15750000 19000000 19000000 19000000 19000000 19000000
-2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -1.009 -1.009 -1.217 -1.217 -1.217 -1.217 -1.217
3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 1.885 1.885 -0.962 -0.962 -0.962 -0.962 -0.962
-6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -3.459 -3.459 1.766 1.766 1.766 1.766 1.766
-2.795 -2.795 -2.315 -1.811 -1.212 -0.518 0.271 1.154 2.132 3.205 2.383 1.676
5.130 5.130 4.248 3.323 2.223 0.951 -0.496 -2.118 -3.912 -5.882 -4.373 -3.077
32 32 32 32 32 32 32 36 36 36 36 36
Resultan akhir (Mpa)
Ket
atas -3.122 -2.833 -1.497 -1.889 -1.959 -1.224 -1.147 -0.338 -0.239 -0.410 -0.539 -0.539 -0.691 -0.554 -0.687 -1.530
bawah -8.976 -13.137 -19.256 -14.869 -11.110 -12.322 -9.650 -11.906 -10.273 -9.051 -8.360 -8.360 -8.535 -9.694 -11.265 -8.947
OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK
-4.862 -4.224 -3.483 -2.358 -3.483 -4.224 -4.862
-6.418 -10.765 -15.757 -21.489 -15.757 -10.765 -6.418
OK OK OK OK OK OK OK
-2.900 -2.372 -2.493
-6.433 OK -8.174 OK -6.136 OK
-2.823
-4.622 OK
-3.336
-3.228 OK
-3.336 -3.228 OK -3.007 -4.284 OK -2.647 -5.853 OK -2.497 -7.945 OK -2.995 -6.258 OK -2.702 -9.610 OK -1.959 -11.110 OK -1.889 -14.869 OK -1.497 -19.256 OK -2.833 -13.137 OK -3.122
-8.976 OK
Tabel 6.7 Resume kontrol tegangan akibat tendon pratekan pada pembebanan kombinassi 3 Joint
MT (Nmm)
Jenis Tendon
F (sesuai VSL)
F/A (Mpa)
F.e.y/I (Mpa)
Mt.y/I (Mpa)
atas
bawah
atas
bawah
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
-25100000000 -35680000000 -47991620000 -40770000000 -34070000000 -27870000000 -22190000000 -17010000000 -12350000000 -8192728543 -4547818335 -4547818335 -7044296427 -10470000000 -14400000000 -18850000000 -23800000000 -29270000000 -35240000000 -41730000000 -35240000000 -29270000000 -23800000000 35250000000 42800000000 48940000000 53660000000
36 36 36 36 36 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 40 40 40 40 40 40 40 32 32 32 32
Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc
19000000 19000000 19000000 19000000 19000000 15750000 15750000 31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 15750000 40000000 40000000 40000000 40000000 40000000 40000000 40000000 15750000 31500000 31500000 31500000
-1.217 -1.217 -1.217 -1.217 -1.217 -1.009 -1.009 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -1.009 -2.561 -2.561 -2.561 -2.561 -2.561 -2.561 -2.561 -1.009 -2.017 -2.017 -2.017
-0.962 -0.962 -0.962 -0.962 -0.962 1.885 1.885 3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 1.885 -2.025 -2.025 -2.025 -2.025 -2.025 -2.025 -2.025 1.885 3.770 3.770 3.770
1.766 1.766 1.766 1.766 1.766 -3.459 -3.459 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -3.459 3.717 3.717 3.717 3.717 3.717 3.717 3.717 -3.459 -6.918 -6.918 -6.918
1.676 2.383 3.205 2.723 2.276 1.861 1.482 1.136 0.825 0.547 0.304 0.304 0.470 0.699 0.962 1.259 1.590 1.955 2.354 2.787 2.354 1.955 1.590 -2.354 -2.859 -3.269 -3.584
-3.077 -4.373 -5.882 -4.997 -4.176 -3.416 -2.720 -2.085 -1.514 -1.004 -0.557 -0.557 -0.863 -1.283 -1.765 -2.310 -2.917 -3.588 -4.319 -5.115 -4.319 -3.588 -2.917 4.321 5.246 5.999 6.577
32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43
57590000000
32 32 32 32 32 32 32 36 36 36 36 36
Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc Sc
31500000 31500000 31500000 31500000 31500000 15750000 15750000 19000000 19000000 19000000 19000000 19000000
-2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -2.017 -1.009 -1.009 -1.217 -1.217 -1.217 -1.217 -1.217
3.770 3.770 3.770 3.770 3.770 1.885 1.885 -0.962 -0.962 -0.962 -0.962 -0.962
-6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -6.918 -3.459 -3.459 1.766 1.766 1.766 1.766 1.766
-3.846 -3.846 -3.584 -3.269 -2.859 -2.354 -1.755 1.154 2.132 3.205 2.383 1.676
7.059 7.059 6.577 5.999 5.246 4.321 3.220 -2.118 -3.912 -5.882 -4.373 -3.077
57590000000
53660000000 48940000000 42800000000 35250000000 26270000000 -17280000000 -31920000000 -47991620000 -35680000000 -25100000000
Resultan akhir (Mpa)
Ket
atas -3.122 -2.833 -1.497 -1.852 -1.884 -1.111 -0.995 -0.149 -0.012 -0.145 -0.237 -0.237 -0.222 -0.137 -0.323 -1.218
bawah -8.976 -13.137 -19.256 -14.937 -11.248 -12.530 -9.928 -12.253 -10.689 -9.537 -8.915 -8.915 -9.396 -10.459 -11.933 -9.519
-4.553 -4.612 -4.629 -4.323 -4.629 -4.612 -4.553
-6.985 -10.053 -13.653 -17.881 -13.653 -10.053 -6.985
-4.832 -4.144 -4.105
-2.888 -4.922 -3.177
-4.277
-1.955 OK
-4.387
-1.299 OK
OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK
-4.387 -1.299 OK -4.276 -1.955 OK -4.105 -3.177 OK -4.144 -4.922 OK -4.832 -2.888 OK -4.727 -5.894 OK -1.884 -11.248 OK -1.852 -14.937 OK -1.497 -19.256 OK -2.833 -13.137 OK -3.122
-8.976 OK
5.7 Perhitungan Kehilangan Gaya Prategang 5.7.1 Perhitungan kehilangan gaya prategang langsung a. Kehilangan gaya prategang akibat perpendekan elastis (ES) f cir ES K es E s Eci Tabel 6.33 Perhitungan Persentase Kehilangan Gaya Prategang akibat perpendekan elastis pada tahap kantilefer 2
4
Fx
Fo
KL
e
Tabel 6.35 Perhitungan Persentase Kehilangan Gaya Prategang akibat gesekan kabel dan wooble effect pada tahap kantilefer Joint 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
L (m) 0 15.75 12.25 8.75 5.25 3.5 0 3.5 5.25 8.75 12.25 15.75 19.25 22.75 0
K 0.0026 0.0026 0.0026 0.0026 0.0026 0.0026 0 0.0026 0.0026 0.0026 0.0026 0.0026 0.0026 0.0026 0.0026
x
KxL 0 0.04095 0.03185 0.02275 0.01365 0.0091 0 0.0091 0.01365 0.02275 0.03185 0.04095 0.05005 0.05915 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
KL + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0.04095 0.03185 0.02275 0.01365 0.0091 0 0.0091 0.01365 0.02275 0.03185 0.04095 0.05005 0.05915 0
e^-(KL + ) 1.000 0.960 0.969 0.978 0.986 0.991 1 0.991 0.986 0.978 0.969 0.960 0.951 0.943 1.000
F akhir loss (%) 1.000 Fo 0 0.904 Fo 9.636 0.912 Fo 8.810 0.920 Fo 7.976 0.929 Fo 7.135 0.991 Fo 0.906 1.000 Fo 0.000 0.991 Fo 0.906 0.929 Fo 7.135 0.920 Fo 7.976 0.912 Fo 8.810 0.904 Fo 9.636 0.895 Fo 10.454 0.887 Fo 11.266 1.000 Fo 0
x KL + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0.1 0 0 0 0.1 0.1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0.1 0 0 0 0 0 0.1
0.064922 0.0091 0.0091 0.0091 0.064922 0.064922 0.0091 0.0091 0.0091 0.0091 0.0091 0.0091 0.0091 0.0091 0.0091 0.064922 0.064922 0.0091 0.0091 0.0091 0.0091 0.0091 0.064922
e^-(KL +
)
0.937 0.991 0.991 0.991 0.937 0.937 0.991 0.991 0.991 0.991 0.991 0.991 0.991 0.991 0.991 0.937 0.937 0.991 0.991 0.991 0.991 0.991 0.937
F akhir 0.937 F 0.929 F 0.92 F 0.912 F 0.855 F 0.937 F 0.929 F 0.92 F 0.912 F 0.904 F 0.895 F 0.887 F 0.879 F 0.871 F 0.863 F 0.809 F 0.937 F 0.929 F 0.92 F 0.912 F 0.904 F 0.895 F 0.839 F
loss (%) 6.286 7.1349 7.9761 8.8098 14.542 6.286 7.1349 7.9761 8.8098 9.6358 10.454 11.266 12.069 12.866 13.655 19.083 6.286 7.1349 7.9761 8.8098 9.6358 10.454 16.083
K
X
L
Es d 0
K
L
Tabel 6.37 Perhitungan Persentase Kehilangan Gaya Prategang akibat slip angkur pada tahap kantilefer x Joint L (mm) K Es d Es x d ( x /K+L) X (m) 1 21000 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 221.983 2 17500 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 202.642 3 14000 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 181.248 4 10500 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 156.966 5 7000 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 128.162 6 3500 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 90.624 7 0 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 0.000 8 3500 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 90.624 9 7000 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 128.162 10 10500 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 156.966 11 14000 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 181.248 12 17500 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 202.642 13 21000 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 221.983 14 24500 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 239.769 15 28000 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 160000 0.000 256.324
Mpa) 1.442 1.579 1.766 2.039 2.497 3.531 0.000 3.531 2.497 2.039 1.766 1.579 1.442 1.335 1.248
Loss% 0.118 0.129 0.145 0.167 0.204 0.289 0.000 0.289 0.204 0.167 0.145 0.129 0.118 0.109 0.102
Tabel 6.38 Perhitungan Kehilangan Gaya Prategang akibat slip angkur pada tahap service
Joint 7 15/16 24
x L (m) K Es d 21000 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 53000 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8 28000 0.0026 0.279 0.2 0.0558 200000 0.8
5.7.2
Es x d ( x /K+L) X (m) 160000 0.000 221.983 160000 0.000 352.653 160000 0.000 256.324
Perhitungan kehilangan berdasarkan fungsi waktu
gaya
Loss 1.442 0.118 0.907 0.074 1.248 0.102
prategang
a.
Kehilangan gaya prategang akibat rangkak beton (CR) Es CR K cr f cir f cds Ec M e f cds I Tabel 6.39 Perhitungan Persentase Kehilangan Gaya Prategang akibat rangkak beton pada tahap kantilefer joint 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Tabel 6.36 Perhitungan Persentase Kehilangan Gaya Prategang akibat gesekan kabel dan wooble effect pada tahap service Joint L (m) K KxL 5 3.5 0.0026 0.0091 0.279 6 3.5 0.0026 0.0091 0 7 3.5 0.0026 0.0091 0 8 3.5 0.0026 0.0091 0 9 3.5 0.0026 0.0091 0.279 10 3.5 0.0026 0.0091 0.279 11 3.5 0.0026 0.0091 0 12 3.5 0.0026 0.0091 0 13 3.5 0.0026 0.0091 0 14 3.5 0.0026 0.0091 0 15 3.5 0.0026 0.0091 0 16 3.5 0.0026 0.0091 0 17 3.5 0.0026 0.0091 0 18 3.5 0.0026 0.0091 0 19 3.5 0.0026 0.0091 0 20 3.5 0.0026 0.0091 0.279 21 3.5 0.0026 0.0091 0.279 22 3.5 0.0026 0.0091 0 23 3.5 0.0026 0.0091 0 24 3.5 0.0026 0.0091 0 25 3.5 0.0026 0.0091 0 26 3.5 0.0026 0.0091 0 27 3.5 0.0026 0.0091 0.279
0
X
Fo/A Fo.e /I M.e/I fcir Eci Es ES Loss% 0 0 0 0 0 29351.5 200000 0 0 908 -1.121 -0.911 0.686 -1.346 29351.5 200000 4.586 0.375 908 -1.857 -1.510 1.645 -1.721 29351.5 200000 5.865 0.480 908 -2.849 -2.316 2.879 -2.287 29351.5 200000 7.792 0.638 908 -3.970 -3.227 4.386 -2.811 29351.5 200000 9.578 0.784 908 -5.251 -4.268 6.168 -3.351 29351.5 200000 11.418 0.935 908 -6.544 -5.320 8.770 -3.094 29351.5 200000 10.541 0.863 908 -5.251 -4.268 6.718 -2.801 29351.5 200000 9.543 0.781 908 -3.970 -3.227 4.935 -2.263 29351.5 200000 7.709 0.631 908 -2.849 -2.316 3.427 -1.739 29351.5 200000 5.925 0.485 908 -1.857 -1.510 2.193 -1.173 29351.5 200000 3.998 0.327 908 -1.121 -0.911 1.234 -0.798 29351.5 200000 2.719 0.223 908 -0.480 -0.390 0.548 -0.322 29351.5 200000 1.098 0.090 908 -0.160 -0.130 0.137 -0.153 29351.5 200000 0.522 0.043 0 0 0 0 0 29351.5 200000 0 0
Kehilangan gaya prategang akibat gesekan kabel dan wooble effect
Kehilangan gaya prategang akibat slip angkur 2
2
A(mm ) I(mm ) Mg(Nmm) Joint Fo (N) e 1 0 2E+07 1.58E+13 0 2 17500000 2E+07 1.58E+13 11960000000 3 29000000 2E+07 1.58E+13 28700000000 4 44500000 2E+07 1.58E+13 50220000000 5 62000000 2E+07 1.58E+13 76520000000 6 82000000 2E+07 1.58E+13 107600000000 7 102200000 2E+07 1.58E+13 153000000000 8 82000000 2E+07 1.58E+13 117200000000 9 62000000 2E+07 1.58E+13 86090000000 10 44500000 2E+07 1.58E+13 59780000000 11 29000000 2E+07 1.58E+13 38260000000 12 17500000 2E+07 1.58E+13 21520000000 13 7500000 2E+07 1.58E+13 9565412500 14 2500000 2E+07 1.58E+13 2391353125 15 0 2E+07 1.58E+13 0
b.
c.
Mg 0 11960000000 28700000000 50220000000 76520000000 107600000000 153000000000 117200000000 86090000000 59780000000 38260000000 21520000000 9565412500 2391353125 0
e
fcir
I
fcds
Kcir
Es
Ec
0 908 908 908 908 908 908 908 908 908 908 908 908 908 0
0 1.346 1.721 2.287 2.811 3.351 3.094 2.801 2.263 1.739 1.173 0.798 0.322 0.153 0
1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13 1.5843E+13
0 0.686 1.645 2.879 4.386 6.168 8.770 6.718 4.935 3.427 2.193 1.234 0.548 0.137 0
1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
200000 200000 200000 200000 200000 200000 200000 200000 200000 200000 200000 200000 200000 200000 200000
36406 36406 36406 36406 36406 36406 36406 36406 36406 36406 36406 36406 36406 36406 36406
fcirfcds
Es/Ec
0 5.4936 0.660 5.494 0.076 5.494 0.591 5.494 1.575 5.494 2.816 5.494 5.676 5.494 3.917 5.494 2.672 5.494 1.687 5.494 1.020 5.494 0.436 5.494 0.226 5.494 0.016 5.494 0 5.4936
CR (MPa)
loss %
0 5.805 0.671 5.199 13.844 24.754 49.891 34.428 23.487 14.832 8.963 3.828 1.986 0.141 0
0 0.475 0.055 0.426 1.133 2.027 4.084 2.818 1.923 1.214 0.734 0.313 0.163 0.012 0
Tabel 6.40 Perhitungan Persentase Kehilangan Gaya Prategang akibat rangkak beton pada tahap kantilefer joint 7 15/16 24
fcirfcds 47991620000 758 0.391 1.5843E+13 2.296 1.6 200000 36406 1.906 57590000000 1792 -2.31 1.5843E+13 6.514 1.6 200000 36406 8.827 71160000000 758 0.607 1.5843E+13 3.405 1.6 200000 36406 2.798
Mmenerus
e
fcir
I
fcds Kcir
Es
Ec
CR (MPa) 5.494 16.752 5.494 77.585 5.494 24.593
Es/Ec
% loss 1.371 6.352 2.013
b.
Kehilangan gaya prategang akibat susut beton V SH 8,2 10 6 K sh E s 1 0,06 100 RH S Karena penampang box sama di sepanjang bentang maka nilai kehilangan pratekan akibat susut beton juga akan sama, dengan perhitungan sebagai berikut : V = 15,617 m2 S = 35,427 m Es = 200.000 MPa V SH 8,2 10 6 K sh E s 1 0,06 100 RH S 8,2 10
6
0,73 2 105
1 0,06
15,617 35,427
100 75
= 22,014 MPa
Kehilangan gaya prategang akibat relaksasi baja Tabel 6.41 Perhitungan Persentase Kehilangan Gaya Prategang akibat relaksasi baja pada tahap kantilefer
joint 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Kre 129.786 129.786 129.786 129.786 129.786 129.786 129.786 129.786 129.786 129.786 129.786 129.786 129.786 129.786 129.786
J C 0.142 1 0.142 1 0.142 1 0.142 1 0.142 1 0.142 1 0.142 1 0.142 1 0.142 1 0.142 1 0.142 1 0.142 1 0.142 1 0.142 1 0.142 1
SH 22.014 22.014 22.014 22.014 22.014 22.014 22.014 22.014 22.014 22.014 22.014 22.014 22.014 22.014 22.014
CR 0.000 5.805 0.671 5.199 13.844 24.754 49.891 34.428 23.487 14.832 8.963 3.828 1.986 0.141 0.000
ES 0.000 4.586 5.865 7.792 9.578 11.418 10.541 9.543 7.709 5.925 3.998 2.719 1.098 0.522 0.000
RE 126.660 125.184 125.732 124.815 123.334 121.523 118.078 120.416 122.230 123.712 124.819 125.730 126.222 126.566 126.660
loss 10.369 10.248 10.293 10.218 10.097 9.949 9.667 9.858 10.007 10.128 10.219 10.293 10.333 10.361 10.369
Tabel 6.42 Perhitungan Persentase Kehilangan Gaya Prategang akibat relaksasi baja pada tahap service joint 7 15/16 24
Kre J C 129.786 0.142 1 129.786 0.142 1 129.786 0.142 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
SH CR ES RE 22.014 16.752 1.331 124.092 22.014 77.585 7.881 114.524 22.014 24.593 2.069 122.874
loss 10.159 9.376 10.059
12.171 12.901 12.630 13.084 13.817 14.712 16.416 15.260 14.363 13.629 13.082 12.631 12.388 12.218 12.171
Tabel 6.44 Perhitungan Persentase Kehilangan Gaya Prategang total pada tahap service joint loss (%) 7 15/16 24
% Loss = 22 ,014 100 % = 1,802 % 0,7 1.745 c.
Tabel 6.43 Perhitungan Persentase Kehilangan Gaya Prategang total pada tahap kantilefer. joint loss (%)
12.070 11.823 12.031
5.9 Perhitungan Penulangan Box Girder Sebelum melakukan perencanaan penulangan, terlebih dahulu dilakukan analisa struktur dengan menggunakan program bantu SAP 2000. Dalam analisanya yaitu dengan permodelan jembatan dalam bentuk 3D sehingga dapat mendekati model jembatan yang sebenarnya Beban-beban yang diperhitungkan dalam analisa tersebut yaitu antara lain : Beban trotoar Pejalan kaki = 1.600 N/m Berat trotoar + kerb = 9.600 N/m Berat tiang sandaran= 702 N/m + qtepi =11.902 N/m =11,902 N/mm Beban mati tambahan Berat lapisan aspal = 24.640 N/m Berat air hujan = 6.860 N/m + qtengah = 31.500 N/m = 31,500 N/mm UDL 21meter = 99 KN/m = 99 N/mm UDL 60meter = 74,25 KN/m = 74,25 N/mm KEL = 539 KN = 539.000 N Momen maximum yang terjadi pada box girder adalah : M. pelat atas = 1.271.046.672 N.mm Dipasang tulangan utama sejarak 50 mm (D25-50 dengan As = 9812,5 mm2) dan tulangan pembagi sejarak 75 (D25-75)
5.10 Kontrol Kekuatan dan Stabilitas Struktur M. pelat badan = 600.454.046 N.mm 5.10.1 Kontrol Momen Retak Dipasang tulangan utama sejarak 100 mm (D25Perumusan tegangan pada saat jacking tahap service 100 dengan As = 4906,3 mm2) dan tulangan pembagi untuk daerah tarik serat bawah adalah : sejarak 100 (D25-100) M. pelat bawah = 457.737.454 N.mm Feff I fr I Mcr = Feff e Dipasang tulangan utama sejarak 100 mm (D25Ac yb yb 100 dengan As = 4906,3 mm2) dan tulangan pembagi Perumusan momen retak untuk daerah tarik serat sejarak 100 (D25-100) atas (pada tahap kantilefer) adalah sebagai berikut : 5.9.1 Perhitungan Tulangan Geser Feff I fr I Mcr = Feff e a. Gaya geser yang harus dipikul oleh tulangan Ac y a ya geser Untuk kontrol pada tahap kantilefer dilakukan pada Contoh perhitungan pada joint 9: joint yang mengalami momen terbesar Mu = Vu = 20.466.141 N 153.000.000.000 Nmm. Vn = Vu/ø = 20.466.141 / 0,7 = 29.237.345 Didapat : Vs = Vn Vc f r Wa Mcr = Feff e k b = 29.237.345 18..412.982 = 226.419.153.800 Nmm = 10.824.363 N Syarat : Mcr > Mu b. Perencanaan jarak tulangan (S) dan 226.419.153.800 Nmm > 153.000.000.000 Nmm diameter tulangan ……. OK Tabel 6.53 Perhitungan tulangan geser yang diperlukan. 5.10.2 Kontrol Momen Batas S Av Av jumlah Ø tul Av S1 S2 fy Dengan menggunakan kesetimbangan statis aksial Joint fc' bw d Vs Kontrol pakai pakai Tulangan tulanga pakai (mm) (mm) (Mpa) (mm ) n (mm) (mm) (mm ) (mm ) dan momen pada box yang akan dianalisa, maka 1 60 7900 2850 8720022 < 116266960 2137.5 600 100 400 765 765 1257 4 20 2 60 7900 2850 9409616 < 116266960 2137.5 600 100 400 825 825 1257 4 20 dapat dicari momen tahanan batas balok (M u). SNI 3 60 7900 2850 4928526 < 116266960 2137.5 600 100 400 432 658 1257 4 20 4 60 7900 2850 2528539 < 116266960 2137.5 600 100 400 222 658 1257 4 20 membatasi agar momen elastik untuk pola 5 60 7900 2850 12171464 < 116266960 2137.5 600 100 400 1068 1068 1257 4 20 6 60 7900 2850 62510334 < 116266960 2137.5 600 100 400 1523 1523 1964 4 25 pembebanan berfaktor (1,3D+1,8L) tidak 7 60 7900 2850 18408399 < 116266960 2137.5 600 100 400 449 658 1964 4 25 8 60 7900 2850 57630074 < 116266960 2137.5 600 100 400 1404 1404 1964 4 25 melampaui nilai Mu. 9 60 7900 2850 10824363 < 116266960 2137.5 600 100 400 950 950 1257 4 20 10 60 7900 2850 4436745 < 116266960 2137.5 600 100 400 389 658 1257 4 20 Aps = 36.684,8 mm2 11 60 7900 2850 -730571 < 116266960 2137.5 600 100 400 64 658 1257 4 20 12 60 7900 2850 -815643 < 116266960 2137.5 600 100 400 72 658 1257 4 20 dp = ya + e = 2850 13 60 7900 2850 1859058 < 116266960 2137.5 600 100 400 163 658 1257 4 20 14 60 7900 2850 5057591 < 116266960 2137.5 600 100 400 444 658 1257 4 20 Aps 15 60 7900 2850 10906657 < 116266960 2137.5 600 100 400 957 957 1257 4 20 = 0,00163 p 16 60 7900 2850 11955183 < 116266960 2137.5 600 100 400 1049 1049 1257 4 20 b dp 17 60 7900 2850 6588921 < 116266960 2137.5 600 100 400 578 658 1257 4 20 2
2
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47
60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60
7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900 7900
2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850 2850
3142303 373816.7 416861.9 2641482 7732971 72544710 26716276 68172229 11009335 5271295 26140279 1508078 1202379 1897902 2634878 2958810 5402970 5693493 6657235 27605840 3756127 3215722 72173222 33773378 68222334 8269820 205591.1 2893450 5038351 8720022
< < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < <
116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960 116266960
2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5 2137.5
600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400
276 33 37 232 678 1768 651 1661 966 462 1764 132 105 166 231 260 474 499 584 1863 329 282 1759 823 1662 725 18 254 442 765
658 658 658 658 678 1768 658 1661 966 658 1764 658 658 658 658 658 658 658 658 1863 658 658 1759 823 1662 725 658 658 658 765
2
1257 1257 1257 1257 1257 1964 1964 1964 1257 1257 1964 1257 1257 1257 1257 1257 1257 1257 1257 1964 1257 1257 1964 1964 1964 1257 1257 1257 1257 1257
4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
20 20 20 20 20 25 25 25 20 20 25 20 20 20 20 20 20 20 20 25 20 20 25 25 25 20 20 20 20 20
f ps
f pu 1 0,5 p
p
Tp
f pu p
fc '
= 1703,655 MPa
f ps
0,3 fc ' = 0,0463 0,3 …OK = Aps × fps = 62.498.242,94 N
Keseimbangan statik aksial C = Tp 0,85.fc’.b.a = Tp Tp a = = 155,12 mm 0,85 f c ' b a Mn = T p d p =173.272.598.000 Nmm 2
Mu = Mn = 155.945.338.200 Nmm Dari hasil analisa struktur dengan pola pembebanan berfaktor (1,3D+1,8L) didapat momen maksimum pada joint 15 sebesar 92.960.000.000 Nmm Syarat : Mu > M.max 155.945.338.200 Nmm > 92.960.000.000 Nmm ……OK Perhitungan momen penyebab torsi a. Momen akibat UDL - MUDL = 6.615 KN.m b. Momen akibat KEL - MKEL = 1.560,65 KN.m c. Momen akibat beban angin Ada dua beban pengaruh akibat beban angin yang bekerja pada struktur jembatan yaitu : - Beban angin yang bekerja pada truk setinggi 2m dan panjang 9m diatas jembatan sebesar: Tew-2 = 2,0515 KN/m P.Tew-2 = Tew-2 × panjang truck = 2,0515 × 9 = 18,464 KN M. Tew-2 = P.Tew-2 × ( 2 + ya ) = 18,464 × ( 2 + 1,0581 ) = 56,465 KN.m - Beban angin yang bekerja pada sisi samping box girder sebesar T ew. Adapun perhitungannya adalah sebagai berikut: a.b = luas bagian samping yang terkena angin = 27 m2 Tew = 0,0006×Cw×Vw2×a.b = 0,0006 × 1,3956 × 352 × 27 = 27,7 KN M. Tew = 12,23767 KN.m Jadi, M.total yang dapat menimbulkan torsi : Tu = (1,8( MBTR + MBGT)) + 1,3(M.Tew + M.Tew-2) = (1,8( 6.615 + 1.560,65 )) + 1,3( 12,23767+ 56,465 ) = 14.805,48347 KN.m = 14.805.483.470 N.mm Perhitungan torsi ijin Tcr 0,25 Tu ijin = = 0,7 ×180.571.541.174 × 0,25 = 31.600.019.706 N.mm Syarat : Tu ijin < Tu 31.600.019.706 N.mm <14.805.483.470N.mm …OK
Dari perhitungan di atas dapat disimpulkan bahwa tidak diperlukan adanya tulangan torsi. 5.10.3 Kontrol gaya membelah Syarat :
ijin
Apabila
y m ax
0,5 f c ' = 4,031 MPa ijin
maka tidak perlu tulangan
membelah tambahan y m ax ijin maka
perlu
membelah tambahan Dari hasil perhitungan didapat : m ax = 7,24 × 0,429 = 3,106 MPa
tulangan
ijin
= 4,031
MPa Maka dipakai tulangan membelah minimum. Kebutuhan tulangan untuk tiap web : Digunakan tulangan D24 dengan tegangan leleh 300 N/mm2
2.255 .666 ,67 = 7518,89 mm2 2 0,5 300 7518 ,89 Jumlah tulangan = = 16,63 ≈ 2 0,25 3,14 24 As
=
17 buah, dipasang dengan jarak 100 mm. 5.10.4 Kontrol Lendutan Lendutan yang tejadi pada kombinasi jembatan L tidak boleh lebih dari y = dimana L adalah 800 panjang bentang jembatan yang ditinjau. Kontrol lendutan dilakukan pada saat transfer dimana beban luar belum bekerja, dan juga pada saat service setelah beban luar bekerja. Lendutan yang terjadi pada struktur jembatan diakibatkan oleh antara lain : Beban mati (berat sendiri, beban mati tambahan) Beban hidup (BTR, BGT, Truk) Gaya prategang Dari hasill analisa dengan program SAP didapat lendutan maximum pada saat service yaitu sebesar 8 mm. < ijin service L 800 60.000mm 9,479 mm < 800 9,479 mm < 75 mm …. OK service
<
5.10.5 Perencanaan shear key pada joint antar segmen Perencanaan joint pada balok segmental diambil sebagai contoh adalah pada joint 7 Tegangan geser Vc =Vn+vp=33.853.893,9+570,526= 33.854.464,43 N τ = Vc = 6,6433 MPa Ac Perhitungan tegangan geser ijin :
1
ijin tarik
0,5 f c '
ijin tekan
0,45
0,5 60 3,873 MPa
f c ' 0,45 60
27 MPa
Letak titik 1 dan 2 terhadap c.g.c : y1 = 329,8 mm y2 = 1345,5 mm Perhitungan tegangan di titik 1 : F M n ya 121.200.000 251,24 109 329,8 A I 15617000 1,584 1013 = – 12,6832 MPa (tekan) Tegangan di titik 2 : F A
2
Mn
ya
121.200.000 15617000
I
251,24 109 1345,5 1,584 1013
= – 23,5558 MPa (tekan) Kontrol tegangan geser : Titik 1 : t1
t1 .1
0,5
1
0,5
2
2
1
2,843 MPa < 3,873 MPa……OK
–15,526 MPa < –27 MPa Titik 2 : t1 2
t2
6,342 9,184
0,5
2
0,5
2 2
2
……. OK
11,778 13,522
t 2 .1
1,744 MPa
< 3,873 MP…OK
t2 2
–25,300 MPa < –27 MPa … OK
BAB VI METODE PELAKSANAAN 6.1 Prinsip Tahap Konstruksi Sistem penarikan tendon (jacking) dilakukan sesuai dengan sistem balance cantilefer yaitu dengan melakukan stressing berturut-turut, yang dimulai dari pilar. Kemudian diikuti stressing untuk tendon mennerus yang dilakukan setelah pengecoran segmen penghubung. Setelah itu dilakukan stressing untuk tendon tambahan sebagai penahan adanya tegangan tarik di serat atas pada salah satu kombinasi pembebanan.
6.2 Prinsip Tahap Stressing Tendon Selama tahap stressing tendon menggunakan internal prestressing dilakukan dalam tiga tahap utama, yaitu : Tahap 1 : pada tahap ini pemasangan tendon dilakukan segera setelah penempatan posisi setiap segmen box girder telah selesai dilakukan. Pamasangannya dimulai dari atas pilar kemudian dilanjutkan dengan pemasangan box selanjutnya di samping kiri dan kanannya secara konstan dan seimbang. Tendon ini disebut tendon kantilefer.
Tahap 2 : pada tahap ini pemasangan tendon dilakukan segera setelah beton penyambung pada tengah bentang selesai dicor sehingga jembatan telah menjadi balok menerus. Tahap 3 : pada tahap ini dilakukan pemasangan tendon tambahan (untuk memikiul momen negatif pada salah satu kombinasi) dilakukan segera setelah tahap 2 selesai. 6.3 Tahap Pelaksanaan Post Tensioning Girder 6.3.1 Penempatan posisi box girder Mula-mula segmen box girder pracetak diangkut dari lokasi fabrikasi menuju jembatan dengan menggunakan papan luncur yang diratik oleh truk. Setelah sampai di lokasi kemudian box girder diangkat dengan launching gantry dan digerakkan menuju titik posisi box yang dikehendaki. Launching gantry harus mampu memikul beban pengangkatan dua box girder sekaligus, karena kedua box diturunkan secara bersamaan untuk dilakukan stressing setelahnya. Sebelum box girder diturunkan, terlebih dahulu dilakukan pemolesan epoxy untuk melumasi permukaan antara sambungan segmen. Hal ini bertujuan untuk merekatkan sambungan antar box girder, mencegah masuknya air, serta transfer gaya geser setelah epoxy telah mengeras. Epoxy juga berfungsi sebagai penyegel di sekeliling lubang grouting untuk mencegah hilangnya cairan pada saat grouting berlangsung. Setelah epoxy telah diaplikasikan, dan sebelum epoxy mengeras, box kemudian diturunkan dan direkatkan. Bersama itu dilakukan pemasangan tendon kantilefer dan dilakukan stressing. Pada sambungan antara selubung kabel (duct) antar segmen digunakan coupler (yaitu
selubung kabel dengan diameter lebih besar) dan dilengkapi dengan pita perekat untuk menghindari masuknya air ke dalam duct. 6.3.2 Pemasangan kabel prategang Strand/kabel prategang dimasukan kedalam duct secara manual pada saat posisi/elevasi box girder telah sesuai. 6.3.3 Penarikan kabel Stressing dapat segera dilaksanakan setelah pemasangan strand/kabel prategang. Stressing (penarikan) dilakukan sesuai dengan perhitungan sebelumnya dari gaya F yang diperlukan pada masing-masing joint. 6.4 Pekerjaan Grouting Sebelum pekerjaan grouting dilakukan, selubung kabel (duct) dibersihkan terlebih dahulu dengan mengalirkan air bersih kedalamnya melalui lubang inlet. Hal ini juga untuk memastikan tidak adanya sumbatan pada lubang inlet dan outlet. Bahan untuk grout adalah semen portland, air, dan grout admixture sebanyak 228 gram dengan nilai rasio berat air-semen tidak boleh melebihi 0,45. Bahan tambahan tidak boleh mengandung kalsium klorida karena merupakan bahan yang berbahaya bagi ketahanan baja prategang. Pada pelaksanaan pekerjaan grouting semua bahan-bahan grouting harus diaduk di dalam mixer hingga mencapai campuran yang homogen. Kemudian campuran tersebut dipompakan melalui lubang inlet dengan electrical grouting pump dengan tekanan maximum sebesar 0,34 MPa.
6.5 Tahap Stressing Continuity Tendon 6.5.1 Segment closure Pekerjaan segmen closure adalah pekerjaan pengecoran segmen penutup atau penyambung yang berada di tengah masing-masing bentang.Segmen ini untuk menghubungkan kantilever-kantilever girder yang berdiri sendiri-sendiri pada saat pemasangan awal karena menggunakan metode balance kantilever. 6.5.2 Metode stressing continuity tendon Pekerjaan continuity adalah pekerjaan penarikan / stressing tendon lapangan (penahan momen positif) pada pelat bagian bawah box girder serta stressing tendon pada daerah tumpuan (penahan momen negatif). Pekerjaan ini dilaksanakan setelah seluruh segmen box girder tersambung dan dan telah menjadi satu kesatuan
struktur jembatan. Adapun metode pelaksanaannya adalah sebagai berikut : Instalasi strand untuk continuity tendon yang telah bisa di instalasi. Bila pekerjaan stressing selesai dilanjutkan dengan pekerjaan grouting dan pemotongan strand.
BAB VIII PENUTUP 11.1 Kesimpulan Tegangan yang terjadi dikontrol erection yaitu kontrol tegangan kantilefer yang semuanya sesuai tegangan saat transfer yaitu tekan
sesuai urutan akibat tendon dengan syarat 23,4 MPa dan
0 MPa. Kemudian dilakukan kontrol tegangan akibat beban mati tambahan dan beban lalu lintas pada semua kombinasi pembebanan, serta akibat kehilangan pratekan, yang semuanya sesuai dengan syarat tegangan saat service yaitu 27 MPa dan tarik 0 MPa. tekan Momen yang terjadi akibat beban luar dibandingkan dengan momen kapasitas/tahanan akibat tendon pratekan di setiap joint dengan menuangkannya dalam bentuk grafik. Dari semua kombinasi pembebanan di setiap tahap pelaksanaan menunjukkan bahwa momen yang terjadi akibat beban luar masih lebih kecil dari momen kapasitas/tahanan yang dapat dipikul oleh penampang. Perhitungan kekuatan dan stabilitas yaitu kontrol momen retak dan kontrol momen batas telah memenuhi persyaratan yang ditetapkan, kontrol gaya membelah diperlukan tulangan membelah, dan untuk kontrol torsi tidak diperlukan tulangan torsi. Perhitungan geser didasarkan pada retak geser badan (Vcw) dan retak geser miring (Vci). Hasil perhitungan Vcw dan Vci dibandingkan yang paling menentukan untuk perencanaan tulangan geser. Lendutan yang terjadi dikontrol pada dua kondisi yaitu saat transfer pada saat beban yang berpengaruh adalah beban mati dan gaya pratekan tendon kantilefer, serta pada saat service yaitu saat beban yang berpengaruh adalah beban mati tambahan, beban hidup, dan gaya pratekan tendon kantilefer dan tendon menerus, serta kehilangan pratekan telah terjadi pada struktur jembatan. tarik
