LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
PERENCANAAN JEMBATAN SUNGAI LEMPUYANG KABUPATEN DEMAK Disusun untuk menempuh persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Program Sarjana (S-1) pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
Disusun Oleh : Onni Rosidi Irwanto L2A398059
Semarang, Agustus 2005
Disetujui,
Diperiksa
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Ir. Bambang Pardoyo, CES NIP.
Ir. Indrastono Dwi Atmono, M.Ing NIP.
Mengetahui, Ketua Pelaksana Program Ekstensi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
Ir. Moga Narayudha, SP1 NIP. 130 810 731
KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum, Wr. Wb. Alhamdulillah Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas rahmat, hidayah dan karuniaNya-lah sehingga Penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir dengan
judul
“PERENCANAAN
JEMBATAN
SUNGAI
LEMPUYANG
KABUPATEN DEMAK”, tugas ini dimaksudkan untuk memenuhi syarat dalam menyelesaikan pendidikan tingkat sarjana pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang. Tidak lupa kesempatan ini Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir. Bambang Pardoyo, CES selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Ir. Indrastono Dwi Atmono, M. Ing, selaku Dosen Pembimbing II, atas bimbingan dan kesabarannya dalam mengarahkan Tugas Akhir ini sehingga dapat terselesaikan dengan baik. Tidak lupa saya ucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua dan saudara atas dorongan, doa restu serta kasih sayang yang tiada hentinya. 2. Bapak Ir. Pranoto, SA Dipl. HE, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menempuh Tugas Akhir. 3. Bapak Ir. Moga Narayudha, SP1, selaku Ketua Pelaksana Program Ekstensi Jurusan Teknik Sipil. 4. Ibu Ir. Hani’ah, selaku Dosen Wali yang juga telah memberikan kesempatan Penulis untuk menempuh Tugas Akhir. 5. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Sipil yang telah memberikan ilmu yang sangat berguna bagi kami dalam menyusun Tugas Akhir. 6. Seluruh Staf dan Karyawan Pengajaran Jurusan Teknik Sipil Ekstensi Undip. 7. Rekan-rekan Sipil dan Rekan kantor yang mendukung proses pembuatan Laporan Tugas Akhir.
Penulis menyadari bahwa dalam laporan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan yang disebabkan oleh keterbatasan kemampuan, waktu dan pengetahuan penulis, untuk itu saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat kami harapkan untuk kemajuan penulis. Akhir kata Penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya bila dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini melakukan kesalahan baik secara sengaja atau tidak sengaja, semoga dengan tersusunnya laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua Amieen. Wassalamu’alaikum. Wr. Wb.
Semarang, Agustus 2005
Penulis
HALAMAN PERSEMBAHAN
¾ Bapak Ir. Bambang Pardoyo, CES dan Bapak Ir. Indrastono Dwi Atmono, M. Ing atas bimbingan yang diberikan. ¾ Bapak dan Ibu kami tercinta, atas doa yang senantiasa diberikan kepada kami, semoga ananda dapat meraih cita-cita yang diinginkan, Amien. ¾ Teman kami Tius, Andi dan Kantor Tri Sakti atas waktu dan bantuan yang diberikan selama ini. ¾ Perpustakaan Sipil UNDIP, yang telah membantu memecahkan kesulitankesulitan dalam pembuatan laporan Tugas Akhir. ¾ Civitas Akademika UNDIP, khususnya Teknik Sipil yang telah memberi nasehat dan dorongan yang diberikan. ¾ Semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu yang telah memberikan bantuan baik secara langsung maupun tidak lansung.
DAFTAR ISI Hal HALAMAN JUDUL. ..................................................................................... LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... KATA PENGANTAR ................................................................................... LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................ DAFTAR ISI .................................................................................................. DAFTAR TABEL ......................................................................................... DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN 1.1
Tinjauan Umum ....................................................................
1.2
Latar Belakang ......................................................................
1.3
Maksud dan Tujuan ..............................................................
1.4
Lokasi Pekerjaan ...................................................................
1.5
Lingkup Pembahasan ............................................................
1.6
Sistematika Penulisan ...........................................................
STUDI PUSTAKA 2.1
Tinjauan Umum ....................................................................
2.2
Aspek lalu Lintas ..................................................................
2.2.1
Klasifikasi Fungsi Jalan .................................................
2.2.2
Kelas Jalan ......................................................................
2.2.3
Nilai Konversi Kendaraan ..............................................
2.2.4
Keperluan Lajur ..............................................................
2.2.5
Kinerja Jalan / Tingkat Pelayanan .................................
2.2.6
Lalulintas Harian Rata-rata (LHR) .................................
2.2.7
Pertumbuhan Lalu lintas ................................................
2.2.8
Arus dan Komposisi Lalulintas ......................................
2.2.9
Ekuivalen Mobil Penumpang .........................................
2.2.10 Klasifikasi Perencanaan .................................................
2.3
Aspek Hidrologi dan Aspek Hidrolik ...................................
2.3.1
Analisa Frekuensi Banjir .................................................
2.3.2
Analisa Banjir Rencana ..................................................
2.3.3
Koefisien Limpasan .......................................................
2.3.4
Analisa Kedalaman Penggerusan (Scouring) ..................
2.3.5
Luas Penampang Basah .................................................
2.3.6
Muka Air Banjir .............................................................
2.4
Aspek Tanah (Soil Mechanies dan Soil Properties) .............
2.4.1
Aspek Tanah Dengan Pondasi ........................................
2.4.2
Aspek Tanah Dengan Abutment .....................................
2.4.3
Aspek Tanah Dengan Dinding Penahan Tanah ..............
2.4.4
Aspek Tanah Dengan Oprit ............................................
2.4.5
Aspek Penurunan Tanah ................................................
2.5
Aspek Konstruksi ..................................................................
2.5.1
Struktur Atas ( Upper Structure ) ...................................
2.5.1.1
Sandaran ...................................................................
2.5.1.2
Trotoar ......................................................................
2.5.1.3
Pelat Lantai ..............................................................
2.5.1.4
Pelat Injak ................................................................
2.5.1.5
Wing Wall .................................................................
2.5.1.6
Diafragma .................................................................
2.5.1.7
Gelagar Induk ...........................................................
2.5.1.8
Andas / Perletakan ...................................................
2.5.2
Pembebanan Struktur Atas .............................................
2.5.2.1
Beban Primer ............................................................
2.5.2.2
Beban Sekunder .......................................................
2.5.3
Struktur Bawah ( Sub Structure ) ...................................
2.5.3.1
Pilar ...........................................................................
2.5.3.2
Abutment ..................................................................
2.5.3.3
Pondasi .....................................................................
2.5.4
Pembebanan Struktur Bawah .........................................
2.5.4.1 2.5.5
Oprit ...............................................................................
2.5.6
Perkerasan Jalan .............................................................
2.5.7
Drainase .........................................................................
2.6
BAB IV
Aspek Geometri ...................................................................
2.6.1
Alinyemen Horisontal ...................................................
2.6.2
Alinyemen Vertikal ........................................................
2.7
BAB III
Beban Khusus ...........................................................
Aspek Pendukung ................................................................
2.7.1
Pelaksanaan dan Pemeliharaan ......................................
2.7.2
Aspek Estetika ................................................................
2.7.3
Aspek Ekonomi ..............................................................
METODOLOGI 3.1
Tahap Persiapan ...................................................................
3.2
Metode dan Tehnik Pengumpulan Data ................................
3.2.1
Data Primer ....................................................................
3.2.2
Data Sekunder ................................................................
3.3
Analisis dan Pengolahan Data ..............................................
3.4
Pemecahan Masalah .............................................................
ANALISA DATA 4.1
Analisa Data Topografi ........................................................
4.2
Analisa Data Lalu Lintas ......................................................
4.3
Analisa Data Hidrologi .........................................................
4.3.1
Analisa Data Curah Hujan ..............................................
4.3.2
Analisa Data Debit Hujan ..............................................
4.3.3
Analisa Data Muka Air Hujan .......................................
4.3.4
Analisa Data Penggerusan (Scouring) ...........................
4.4
Analisa Data Tanah ..............................................................
4.4.1
Daya Dukung Tanah (DDT)............................................
4.4.2
California Bearing Ratio (CBR)......................................
4.5
Pemilihan Tipe Jembatan .....................................................
4.5.1
Bangunan Atas ...............................................................
4.5.1.1 4.5.2
Bangunan Bawah ...........................................................
4.5.3
Pondasi dan Poer ............................................................
4.5.4
Dinding Penahan Tanah .................................................
4.5.5
Oprit ...............................................................................
4.6
BAB V
Analisa Pemilihan Konstruksi ..................................
Spesifikasi Jembatan ............................................................
4.6.1
Lebar Jembatan ..............................................................
4.6.2
Bentang Jembatan ..........................................................
PERENCANAAN 5.1
Tinjauan Umum ...................................................................
5.2
Perencanaan Bangunan Atas ( Upper Structure ) .................
5.2.1
Tiang Sandaran ...............................................................
5.2.2
Trotoar ............................................................................
5.2.3
Perencanaan Lantai Jembatan ........................................
5.2.3.1
Pembebanan Akibat Beban Mati ..............................
5.2.3.2
Beban Akibat Muatan “T” + “D” Pada Lantai Kendaraan ................................................................
5.2.3.3
Penulangan Pelat Lantai ...........................................
5.2.3.3.1
Penulangan Lapangan Arah X ............................
5.2.3.3.2
Penulangan Lapangan Arah Y ...........................
5.2.3.3.3
Penulangan Tumpuan .........................................
5.2.4
Diafragma .......................................................................
5.2.5
Balok Pratekan ...............................................................
5.2.5.1
Analisa Penampang ..................................................
5.2.5.1.1
Gelagar Prategang ..............................................
5.2.5.1.2
Gelagar Komposit ..............................................
5.2.5.2
Pembebanan Balok Prategang ..................................
5.2.5.3
Rekapitulasi Balok Prategang ..................................
5.2.5.4
Analisa Gaya Pratekan .............................................
5.2.5.5
Pemilihan Kabel Prategang dan Penentuan Jumlah Tendon .........................................................
5.2.5.6
Penentuan Kehilangan Gaya Pratekan .....................
5.2.5.6.1
Perpendekan Elastis Beton ( Elastic Shorting ) ..
5.2.5.6.2
Rangkak Beton ( Creep ) ....................................
5.2.5.6.3
Susut Beton ( Shrinkage ) ..................................
5.2.5.6.4
Relaksasi Baja ( Relaxatation ) ..........................
5.2.5.6.5
Penjangkaran ( Slip ) ..........................................
5.2.5.7
Kontrol Tegangan ....................................................
5.2.5.7.1
Gaya Pratekan dan Berat Sendiri Sesaat Setelah Transfer Gaya Pratekan .........................
5.2.5.7.2
Setelah Kehilangan Tegangan dan Pelat Beton Bocor .............................................
5.2.5.7.3
Kondisi Setelah Beban Hidup Bekerja Pada Balok Komposit ...........................
5.2.5.8
Daerah Aman Kabel Prategang ................................
5.2.5.8.1
Keadaan Akibat Gaya Pratekan T1 dan Berat Sendiri Balok .............................................
5.2.5.8.2
Keadaan Setelah Beban Hidup Bekerja dan Terjadi Kehilangan Tegangan .....................
5.2.5.9
Kontrol Terhadap Lendutan .....................................
5.2.5.10 Penulangan Balok Prategang ................................... 5.2.5.10.1 Perhitungan Penulangan Konvensional .............. 5.2.5.10.2 Kontrol Terhadap Tegangan Gesar .................... 5.2.5.11 Perencanaan End Blok ............................................. 5.2.5.12 Perencanaan Perletakan (Bearings ) .......................... 5.2.5.13 Perencanaan Shear Conector ....................................
5.3
Perencanaan Struktur Bawah ( Sub Structure )
5.3.1 Perencanaan Abutment.................................................... 5.3.1.1
Pembebanan Abutment ............................................
5.3.1.2
Kombinasi Pembebanan ..........................................
5.3.1.3
Penulangan Abutment .............................................
5.3.1.3.1
Badan Abutment ................................................
5.3.1.3.2
Kepala Abutment ...............................................
5.3.1.4
Pile Cap ( Poer ) ........................................................
5.3.1.5
Pondasi Tiang Pancang ............................................
5.3.1.5.1
Spesifikasi Tiang Pancang .................................
5.3.1.5.2
Daya Dukung Tiang Individu ............................
5.3.1.5.3
Penentuan Jumlah Tiang ....................................
5.3.1.5.4
Perhitungan Pergeseran Tanah Akibat Gaya Lateral ................................................................
5.3.1.5.5 5.3.2
Penurunan (Settlement) ......................................
Perencanaan Pilar ...........................................................
5.3.2.1
Pembebanan Pilar ......................................................
5.3.2.2
Kombinasi Pilar ........................................................
5.3.2.3
Penulangan Pilar ......................................................
5.3.2.3.1
Kepala Pilar ........................................................
5.3.2.3.2
Badan Pilar ........................................................
5.3.2.4
Pile Cap ( Poer ) ........................................................
5.3.2.5
Pondasi Tiang Pancang ............................................
5.3.2.5.1
Spesifikasi Tiang Pancang .................................
5.3.2.5.2
Daya Dukung Tiang Individu ............................
5.3.2.5.3
Penentuan Jumlah Tiang ...................................
5.3.2.5.4
Perhitungan Pergeseran Tanah Akibat Gaya Lateral ......................................................
5.3.2.5.5 5.3.3
Penurunan (Settlement) .....................................
Penulangan Tiang Pancang ...................................................
5.3.3.1
Pengangkatan Satu Titik ................................................
5.3.3.2
Pengangkatan Dua Titik .................................................
5.3.4
Dinding sayap (Wing Wall) ...................................................
5.3.5
Dinding Penahan Tanah (DPT) ..............................................
5.3.6
Plat Injak ................................................................................
5.3.7
Oprit .......................................................................................
5.3.8
Drainase .................................................................................
BAB VI PENUTUP 6.1. Kesimpulan ........................................................................... 6.2. Saran .....................................................................................
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... LAMPIRAN GAMBAR-GAMBAR
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Klasifikasi Medan Tabel 2.2. Klasifikasi dan Fungsi Jalan Tabel 2.3. Klasifikasi Klas II Medan Datar Tabel 2.4. Jalan Tipe I Tabel 2.5. Jalan Tipe II Tabel 2.6. Nilai Konversi Kendaraan Tabel 2.7. Fungsi Jalan Tabel 2.8. Ekuivalensi Kendaraan Penumpang (emp) untuk jalan 2/2 UD Tabel 2.9. Ekuivalensi Kendaraan Penumpang (emp) untuk jalan 4/2 UD Tabel 2.10. Standart Variabel (kt) Tabel 2.11. Koefisien Limpasan (run off) Tabel 2.12. Faktor Lempung Lacey Tabel 2.13. Kedalaman Penggerusan Tabel 2.14. Pemilihan Konstruksi Jembatan Tabel 2.15. Kombinasi Pembebanan Tabel 4.1. Data Lalu Lintas Harian Rata-rata (LHR) Tabel 4.2. Angka Pertumbuhan Lalu Lintas Tabel 4.3. Koefisien Thiessen Tabel 4.4. Data Curah Hujan Tabel 4.5. Curah Hujan Maximum Thiessen Tabel 4.6. Analisis Frekuensi Curah Hujan Tabel 4.7. Standart Deviasi Curah Hujan Tabel 4.8. Pertimbangan Pemilihan Konstruksi Tabel 5.1. Penampang Balok Pratekan Tabel 5.2. Momen Inersia Balok Komposit Tabel 5.3. Rekapitulasi Momen Tabel 5.4. Rekapitulasi Gaya Lintang Tabel 5.5. Tegangan Penampang Berdasarkan 4 Kondisi Tabel 5.6. Gaya Prategang dan Eksentrisitas Tendon
Tabel 5.7. Koordinal e Tendon Tabel 5.8. Total Kehilangan Tegangan Tabel 5.9. Perhitungan e Tabel 5.10. Perhitungan e2 Tabel 5.11. Perhitungan e3 Tabel 5.12. Perhitungan e4 Tabel 5.13. Longitudinal Shear Conector Tabel 5.14. Perhitungan Titik Berat Abutment Tabel 5.15. Beban Mati Konstruksi Atas Tabel 5.16. Perhitungan Beban Tanah Tabel 5.17. Gaya Tekanan Tanah Aktif Tabel 5.18. Kombinasi Pembebanan Abutment Tabel 5.19. Kombinasi I Pembebanan Abutment Tabel 5.20. Kombinasi II Pembebanan Abutment Tabel 5.21. Kombinasi III Pembebanan Abutment Tabel 5.22. Kombinasi IV Pembebanan Abutment Tabel 5.23. Berat Badan Pilar Tabel 5.24. Kombinasi Pembebanan I Tabel 5.25. Kombinasi Pembebanan II Tabel 5.26. Kombinasi Pembebanan III Tabel 5.27. Kombinasi Pembebanan IV Tabel 5.28. Momen Aktif Dinding Penahan Tanah Tabel 5.29. Momen Pasif Dinding Penahan Tanah
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1.
Peta Lokasi Jembatan
Gambar 2.1.
Methode Thiessen
Gambar 2.2.
Penampang Sungai
Gambar 2.3.
Penyebaran Beban D
Gambar 4.1.
Luas Daerah Tangkapan Air
Gambar 4.2.
Penampang Melintang Sungai di Bawah Jembatan
Gambar 5.1.
Potongan Melintang Konstruksi Atas Jembatan
Gambar 5.2.
Penampang Tiang Sandaran
Gambar 5.3.
Penulangan Tiang Sandaran
Gambar 5.4.
Lantai Trotoar
Gambar 5.5.
Penulangan Lantai Trotoar
Gambar 5.6.
Plat Lantai Jembatan
Gambar 5.7.
Asumsi Perletakan Plat
Gambar 5.8.
Muatan “T”
Gambar 5.9.
Penyebaran Muatan “T” pada Lantai
Gambar 5.10. Bidang Kontak Gambar 5.11. Beban Angin Gambar 5.12. Penulangan Plat Lantai Jembatan Gambar 5.13. Penulangan Diafragma Gambar 5.14. Profil Gelagar Prategang Gambar 5.15. Beban “D” Gambar 5.16. Pembebanan Merata Gambar 5.17. Pembebanan Akibat Beban P Gambar 5.18. Pembebanan Akibat Rem dan Traksi Gambar 5.19. Daerah Aman Ti dan e Gambar 5.20. Lay Out Tendon Gambar 5.21. Daerah Aman Kabel Prategang Gambar 5.22. Bidang Momen Gambar 5.23. Tegangan Beton Setimbang
Gambar 5.24. Balok Prategang Gambar 5.25. Tulangan Geser Gambar 5.26. Gaya pada End Block Gambar 5.27. Bearing Pad dan Elastomeric Bearing Gambar 5.28. Shear Conector Gambar 5.29. Diafragma Gaya Lintang Gambar 5.30. Jarak Shear Conector Gambar 5.31. Abutment Gambar 5.32. Titik Berat Abutment Gambar 5.33. Beban Tanah di atas Abutment Gambar 5.34. Beban Gaya Rem dan Traksi Gambar 5.35. Beban Gaya Geser Tumpuan Gambar 5.36. Beban Gempa Gambar 5.37. Tekanan Tanah Aktif Gambar 5.38. Pembebanan Abutment Gambar 5.39. Penulangan Badan Abutment Gambar 5.40. Pembebanan Kepala Abutment Gambar 5.41. Penulangan Kepala Abutment Gambar 5.42. Gaya yang Bekerja pada Poer Gambar 5.43. Pembebanan Poer Gambar 5.44. Denah Tiang Pancang Gambar 5.45. Gaya Horisontal pada Tiang Pancang Gambar 5.46. Pilar Gambar 5.47. Gaya Berat Kolom Pilar Gambar 5.48. Penulangan Kepala Pilar Gambar 5.49. Penulangan Badan Pilar Gambar 5.50. Gaya yang Bekerja pada Poer Gambar 5.51. Pembebanan Poer Gambar 5.52. Denah Tiang Pancang Gambar 5.53. Gaya Horisontal pada Tiang Pancang Gambar 5.54. Pengangkatan Satu Titik
Gambar 5.55. Pengangkatan Dua Titik Gambar 5.56. Wing Wall Gambar 5.57. Penulangan Wing Wall Gambar 5.58. Dinding Penahan Tanah Gambar 5.59. Penulangan Plat Injak Gambar 5.60. Perkerasan pada Jalan Pendekat Gambar 5.61. Penampang Saluran
