BAB v. Metode Perawatan Dan Perbaikan Jembatan

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas karuniaNya, penulis dapat menyelesaikan proposal Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 tahun 2013 ini. Proposal ini bertujuan untuk mensosialisasikan jembatan model yang diajukan untuk mengikuti kompetisi tersebut. Proposal ini memuat data, metode pemilihan model, dan perhitungan-perhitungan yang memperkuat argumen pengajuan jembatan model sehingga dapat menjadi pedoman pembuatan jembatan model yang baik dan optimal. Penulis mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak yang telah mendukung terselesaikannya proposal ini, antara lain: 1.

Ir. Muslinang Moestopo, Ph. D. selaku dosen pembimbing.

2.

Ir. Made Suarjana, Ph. D. selaku ketua program studi Teknik Sipil ITB.

3.

Brian Yuliarto, Ph. D. selaku ketua lembaga kemahasiswaan ITB.

4.

Departemen Keprofesian Himpunan Mahasiswa Sipil ITB.

5.

Para anggota Kuya Jembatan ITB yang memberikan saran dan masukan dari pengalaman kompetisi sebelumnya.

6.

Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil ITB.

7.

serta pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Seperti peribahasa “Tiada gading yang tak retak”, penulis sadar bahwa proposal ini tak luput dari kesalahan. Oleh karena itulah, dengan kerendahan hati, penulis meminta kritik dan saran untuk kemajuan ke arah yang positif. Semoga proposal yang penulis susun ini mampu memberikan sumbangsih terhadap keilmuan teknik sipil, khususnya dan Bangsa Indonesia, umumnya.

Bandung, 16 Juli 2013

Tim Penulis

i Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 RINGKASAN EKSEKUTIF

Jembatan merupakan suatu konstruksi yang gunanya untuk meneruskan jalan melalui suatu rintangan yang berada lebih rendah. Rintangan ini biasanya jalan lain (jalan lalu lintas biasa) atau sungai. Dengan adanya jembatan dapat menghubungkan transportasi darat yang terputus oleh sungai. Selain itu, jembatan kini dianggap menjadi sebuah ikon sebuah daerah. Dikarenakan fungsi dari jembatan sangat vital bagi perhubungan transportasi darat, maka jembatan harus dibuat kuat yaitu mampu menahan beban pada jembatan, nyaman, indah dan jembatan dapat memenuhi masa layan. Dalam proposal ini akan menjelaskan proses perencanaan sebuah jembatan ukuran sebenarnya dan jembatan model. Tahap desain dilakukan dengan melakukan pemodelan jembatan, perhitungan manual, dan klarifikasi analisis struktur. Dalam proses pemodelan jembatan penulis mengunakan software SAP 2000. Untuk mendukung pemodelan dan perhitungan, penulis pun telah menetapkan jenis material struktur yang akan digunakan, yaitu baja dengan kualitas mutu BJ-37 (tegangan leleh, fy = 240 MPa; tegangan terfaktor ultimit, fu = 370 MPa). Langkah awal perencanaan jembatan rangka baja adalah menentukan konfigurasi jembatan yang akan digunakan. Konfigurasi jembatan terpilih adalah konfigurasi yang memberikan hasil kekakuan maksimum, berat jembatan minimum dan keindahan jembatan. Dari factor-faktor di atas maka konfigurasi jembatan ”Pratt” dianggap lebih baik dan memenuhi factor-faktor di atas. Setelah didapatkan konfigurasi terpilih, dilanjutkan dengan menganalisis

struktur. Diawali dengan memodelkan

struktur yang akan dianalisis dengan menginput data-data pemodelan seperti yang telah direncanakan, Tahap selanjutnya adalah mendefinisikan material, mendefinisikan beban, dan menganalisis program. Pendefinisian beban untuk jembatan sebenarnya mengikuti peraturan BMS 1992 dan SNI mengenai pembebanan pada jembatan. Sedangkan pada jembatan model pembebanan yang diberikan adalah 400 kg yang dijadikan sebagai beban merata melalui spreader beam. Hasil dari analisis program yang telah dilakukan akan menentukan

ii Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 profil penampang yang akan dipakai pada jembatan model maupun jembatan sebenarnya. Dalam proses pendesainan profil, peraturan yang digunakan adalah AISC-LRFD 1999. Setelah melalui proses-proses tersebut didapatkan untuk jembatan sebenarnya, yakni yang berdimensi panjang 60 meter, lebar 9 meter, dan tinggi 6 meter, dihasilkan massa jembatan sebenernya adalah 151 ton dan lendutan tengah bentang sebesar 58,9 mm. Lendutan yang terjadi masih lebih kecil dari lendutan izin yang terjadi yaitu 60 mm. Pada jembatan model, dengan dimensi panjang 6 meter, 0,93 meter, dan tinggi 0,6 m, dihasilkan massa jembatan model sebesar 209,85 kg dan lendutan tengah bentang sebesar 1,177 mm. Lendutan yang terjadi masih lebih kecil dari lendutan izin sebesar 1:10 dari jembatan sebenarnya yaitu 7,5 mm. Metode konstruksi yang digunakan adalah kombinasi sistem kantilever dan sistem katrol. Sistem kantilever efektif untuk menyeberangkan jembatan ke sisi lain sungai. Sedangkan katrol dipilih agar jembatan dapat diletakkan pada tumpuan dengan baik dan aman. Total biaya yang dibutuhkan untuk membangun jembatan model adalah Rp 20.540.800,-.

iii Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR................................................................................................. i RINGKASAN EKSEKUTIF..................................................................................... ii DAFTAR ISI ............................................................................................................. iv DAFTAR TABEL .................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR................................................................................................. ix BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................................... 1 1.1

Latar Belakang .................................................................................................. 1

1.2

Tujuan................................................................................................................ 3

1.3

Metodologi ........................................................................................................ 4

1.4

Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data...................................................... 4

1.5

Sistematika Pembahasan ................................................................................... 4

BAB II DESAIN JEMBATAN UKURAN SEBENARNYA ................................................ 6 2.1

Dasar Teori Perancangan .................................................................................. 6

2.2

Kriteria Perancangan ....................................................................................... 12

2.3

Sistem Struktur ................................................................................................ 41

2.4

Modelisasi Struktur ......................................................................................... 42

2.5

Analisis Struktur .............................................................................................. 50

iv Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 2.6

Desain Komponen ........................................................................................... 70

BAB III DESAIN JEMBATAN MODEL ............................................................................. 82 3.1

Dasar Teori Model .......................................................................................... 82

3.2

Kriteria Perancangan ....................................................................................... 95

3.3

Sistem Struktur .............................................................................................. 101

3.4

Modelisasi Struktur ....................................................................................... 103

3.5

Analisis Struktur ............................................................................................ 108

3.6

Desain Komponen dan Sambungan .............................................................. 118

3.7

Kesesuaian Perancangan Jembatan dengan Tema ........................................ 144

BAB IV METODE PERAKITAN MODEL JEMBATAN ............................................... 146 4.1

Persyaratan Metode Konstruksi .................................................................... 146

4.2

Landasan dan Jenis Metode Konstruksi ........................................................ 147

4.3

Pembagian Segmen Jembatan Model ............................................................ 149

4.4

Proses Fabrikasi............................................................................................. 151

4.5

Spesifikasi Launcher ..................................................................................... 155

4.6

Perhitungan Struktur Terhadap Kelayakan Metode Konstruksi ................... 159

4.7

Proses Perakitan di Lapangan ....................................................................... 160

BAB V

v Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 METODE PERAWATAN DAN PERBAIKAN JEMBATAN SEBENARNYA ................................................................................................................................. 165 5.1

Pemeriksaan Jembatan .................................................................................. 165

5.2

Pemeliharaan Jembatan ................................................................................. 173

5.3

Perbaikan Jembatan ....................................................................................... 174

5.4

Perbaikan Darurat dan Penanganan Sementara ............................................. 182

BAB VI RANCANGAN ANGGARAN BIAYA ................................................................. 184 BAB VII PENUTUP............................................................................................................... 186 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. xvi

vi Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Ukuran Jembatan Sebenarnya .................................................................... 6 Tabel 2. 2 Nilai properti baja untuk desain jembatan sebenarnya ............................ 22 Tabel 2. 3 Nilai DLA untuk setiap bentang ekuivalen LE ........................................ 33 Tabel 2. 4 Variasi Koefisien Cw ............................................................................... 34 Tabel 2. 5 Variasi kecepatan angin rencana (Vw) .................................................... 35 Tabel 2. 6 Perhitungan Beban Aspal ........................................................................ 52 Tabel 2. 7 Klasifikasi Jembatan berdasarkan Kepentingannya ................................ 57 Tabel 2. 8 Perhitungan Nilai As ................................................................................ 57 Tabel 2. 9 Nilai Percepatan Puncak di Permukaan Tanah ........................................ 58 Tabel 2. 10 Penentuan nilai SDS ................................................................................ 59 Tabel 2. 11 Penentuan Nilai SD1 ............................................................................... 59 Tabel 2. 12 Faktor amplifikasi untuk periode 1 detik (Fv) ....................................... 60 Tabel 2. 13 Kesimpulan data Respon Spektra Gempa Rencana Bandung ............... 60 Tabel 2. 14 Fungsi Respon Spektra Gempa Rencana ............................................... 61 Tabel 2. 15 Perhitungan Beban Angin ...................................................................... 63 Tabel 2. 16 Variasi Nilai Koefisien Seret ................................................................. 64 Tabel 2. 17 Variasi Nilai Kecepatan Angin Rencana ............................................... 64 Tabel 2. 18 Gaya Dalam yang terjadi akibat kombinasi beban envelope ................. 67 Tabel 2. 19 Data profil terpasang, kekuatan aksial profil, dan rasio kekuatan aksial 78

vii Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 2. 20 Data profil terpasang, kekuatan lentur profil, dan rasio kekuatan lentur 79 Tabel 2. 21 Ringkasan Desain Profil Jembatan ........................................................ 81

Tabel 3. 1 Dimensi Jembatan Model ..........................................................................83 Tabel 3. 2 Spesifikasi Material Baja Jembatan Model (standar spesifikasi baja) ......95 Tabel 3. 3 Gaya Dalam Aksial Maksimum pada elemen struktur rangka batang ....117 Tabel 3. 4 Tabel Properti Penampang Siku ..............................................................119 Tabel 3. 5 Perbandingan Kapasitas terhadap Gaya Dalam ¼ bentang .....................135 Tabel 3. 6 Perbandingan Kapasitas terhadap Gaya Dalam ½ bentang .....................136 Tabel 3. 7 Spesifikasi Elemen Sambungan...............................................................137 Tabel 3. 8 Summary Jembatan Model.......................................................................144

Tabel 4. 1 Estimasi Waktu Perakitan Jembatan Model .......................................... 164

Tabel 5. 1 Pilihan Metod Penilaian untuk Pemeriksaan Khusus ............................ 170 Tabel 5. 2 Elemen Pemeriksaan Sekilas ................................................................. 170 Tabel 5. 3 Jenis kondisi dan Penanganan yang Direkomendasikan ....................... 176

Tabel 6. 1 Rencana Anggaran Biaya Jembatan Model ........................................... 185

viii Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Contoh Jembatan Rangka (Truss Bridge) ............................................ 10 Gambar 2. 2 Sumbu Batang berkumpul di satu titik ................................................. 11 Gambar 2. 3 Beban dan Reaksi Perletakan yang bekerja pada Joint ........................ 11 Gambar 2. 4 Gaya Dalam yang bekerja pada batang akibat beban luar yang bekerja ................................................................................................................................... 11 Gambar 2. 5 Kurva Tegangan dan Regangan ........................................................... 15 Gambar 2. 6 Kurva tegangan-regangan dalam daerah yang lebih rinci .................... 16 Gambar 2. 7 Kurva tegangan-regangan akibat pengerjaan dingin terhadap baja ..... 18 Gambar 2. 8 Pengaruh „strain aging‟ akibat peregangan hingga mencapai daerah penguatan regangan dan bebas beban. ...................................................................... 18 Gambar 2. 9 Ilustrasi profil yang mengalami tekuk ................................................. 22 Gambar 2. 10 Las ...................................................................................................... 23 Gambar 2. 11 Baut .................................................................................................... 24 Gambar 2. 12 Paku Keling ........................................................................................ 24 Gambar 2. 13 Tampak samping dan tampak depan Truk ......................................... 29 Gambar 2. 14 Detail beban truk akibat roda-roda di bawahnya ............................... 29 Gambar 2. 15 Pola Pembebanan beban lajur "D" arah memanjang ......................... 30 Gambar 2. 16 Penyebaran pembebanan pada arah melintang .................................. 32 Gambar 2. 17 Wilayah Gempa di Indonesia ............................................................. 37 Gambar 2. 18 Respon Spektrum Gempa Untuk Indonesia Wilayah 3 ..................... 38

ix Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Gambar 2. 19 Tampak samping jembatan ................................................................ 41 Gambar 2. 20 Tampak atas jembatan ........................................................................ 41 Gambar 2. 21 Spesifikasi dan Jenis Material ............................................................ 42 Gambar 2. 22 Jenis Material dan Spesifikasi Pelat ................................................... 43 Gambar 2. 23 Beban-beban yang bekerja pada jembatan ......................................... 43 Gambar 2. 24 Release momen di tiap joint ............................................................... 44 Gambar 2. 25 Perletakan Sendi ................................................................................. 44 Gambar 2. 26 Perletakan Rol .................................................................................... 45 Gambar 2. 27 Assign Area Load .............................................................................. 45 Gambar 2. 28 Define Fungsi dari respon spektral rencana gempa ........................... 46 Gambar 2. 29 Define Gempa arah X ........................................................................ 46 Gambar 2. 30 Define Gempa arah Y ........................................................................ 47 Gambar 2. 31 Define beban angin ............................................................................ 47 Gambar 2. 32 Kombinasi-kombinasi beban ............................................................. 48 Gambar 2. 33 Beban Envelope ................................................................................. 48 Gambar 2. 34 Run Program ...................................................................................... 49 Gambar 2. 35 Gaya Dalam Struktur Akibat beban envelope ................................... 49 Gambar 2. 36 Gaya dalam pada struktur 3D jembatan ............................................. 49 Gambar 2. 37 Define Profil pada Struktur Jembatan ................................................ 50 Gambar 2. 38 Irisan Penampang Jalan ...................................................................... 52 Gambar 2. 39 Beban Lajur "D" ................................................................................ 52

x Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Gambar 2. 40 Pola Penyebaran pembebanan BTR pada arah melintang ................. 54 Gambar 2. 41 Faktor Beban Dinamik ....................................................................... 54 Gambar 2. 42 Respon Spektra Gempa Rencana ....................................................... 56 Gambar 2. 43 Peta Percepatan puncak di batuan dasar (PGA) untuk probabilitas terlampaui 7 % dalam 75 tahun ................................................................................ 58 Gambar 2. 44 Peta Respon Spektra percepatan 0,2 detik di batuan dasar untuk probabilitas terlampaui 7% dalam 75 tahun ............................................................. 59 Gambar 2. 45 Peta Respon Spektra Percepatan 1 detik di batuan dasar untuk probabilitas terlampaui 7% dlm 75 tahun ................................................................. 60 Gambar 2. 46 Respon Spektra Rencana .................................................................... 62 Gambar 2. 47 Gaya dalam akibat kombinasi beban envelope ................................. 66 Gambar 2. 48 Gaya Dalam Akibat kombinasi beban envelope pada struktur 3D .... 66 Gambar 2. 49 Komponen Jembatan Tampak Samping ............................................ 67 Gambar 2. 50 Komponen Jembatan Tampak Bawah ............................................... 67 Gambar 2. 51 Pembagian Profil berdasarkan parameter kelangsingan λc ................ 75 Gambar 2. 52 Faktor Panjang Tekuk berdasarkan tahanan ujungnya ...................... 75

Gambar 3. 1 Gambar Perhitungan Luas Neto pada penampang .................................85

Gambar 3. 2 Gambar Keterangan Perhitungan ........................................................86 Gambar 3. 3 Keruntuhan Blok Geser .........................................................................86 Gambar 3. 4 Tumpu pada pelat...................................................................................94

xi Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Gambar 3. 5 Flowchart Metodologi Perancangan ....................................................100 Gambar 3. 6 Jembatan Model 3D .............................................................................102 Gambar 3. 7 Jembatan Model Tampak Samping......................................................102 Gambar 3. 8 Jembatan Model Tampak Atas ............................................................102 Gambar 3. 9 Jembatan Model Tampak Depan .........................................................102 Gambar 3. 10 Define Material Property Data..........................................................104 Gambar 3. 11 Define Load Patterns .........................................................................104 Gambar 3. 12 Define Load Combinations ................................................................105 Gambar 3. 13 Assign Frame Releases ......................................................................105 Gambar 3. 14 Pemodelan Perletakan Sendi ..............................................................106 Gambar 3. 15 Pemodelan Perletakan Rol .................................................................106 Gambar 3. 16 Assign Load........................................................................................107 Gambar 3. 17 Set Load Cases to Run .......................................................................107 Gambar 3. 18 Mencari Profil Efektif ........................................................................108 Gambar 3. 19 Live Load pada setengah bentang ......................................................110 Gambar 3. 20 Live Load pada seperempat bentang ..................................................110 Gambar 3. 21 Gaya dalam aksial akibat pembebanan seperempat bentang .............111 Gambar 3. 22 Gaya dalam geser akibat pembebanan seperempat bentang ..............112 Gambar 3. 23 Gaya dalam momen akibat pembebanan seperempat bentang ..........112 Gambar 3. 24 Gaya dalam aksial akibat pembebanan setengah bentang .................113 Gambar 3. 25 Gaya dalam Geser akibat pembebanan setengah bentang .................113

xii Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Gambar 3. 26 Gaya dalam Momen akibat pembebanan setengah bentang ..............114 Gambar 3. 27 Komponen pada Jembatan Model.....................................................114 Gambar 3. 28 Cross Girder dan batang vertikal.......................................................114 Gambar 3. 29 Gaya Dalam Aksial pada Top Chord .................................................115 Gambar 3. 30 Gaya Dalam Aksial pada Bottom Chord............................................115 Gambar 3. 31 Gaya Dalam Aksial pada Diagonal Ujung .........................................116 Gambar 3. 32 Gaya Dalam Aksial pada Diagonal Tengah .......................................116 Gambar 3. 33 Gambar Penampang beserta properti nya ..........................................118 Gambar 3. 34 Penampang Profil Top Chord ............................................................119 Gambar 3. 35 Penampang Profil Bottom Chord .......................................................120 Gambar 3. 36 Penampang Profil Diagonal Samping ................................................120 Gambar 3. 37 Penampang Profil Batang Vertikal ....................................................121 Gambar 3. 38 Penampang Profil Diagonal Tengah ..................................................121 Gambar 3. 39 Penampang Profil Cross Girder ........................................................122 Gambar 3. 40 Keterangan Penampang siku 50.50.5 .................................................123 Gambar 3. 41 Pola blok geser yang mungkin terjadi................................................124 Gambar 3. 42 Komponen Top Chord yang ditinjau .................................................126 Gambar 3. 43 Sumbu pada penampang profil Top Chord ........................................126 Gambar 3. 44 Sumbu dan Pembagian Segmen pada profil Cross Girder ...............129 Gambar 3. 45 Detail sambungan cross girder ..........................................................141

xiii Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Gambar 4. 1 Skematik gambar siteplan kompetisi ................................................. 147 Gambar 4. 2 Desain Jembatan Model ..................................................................... 149 Gambar 4. 3 Segmen 1 Jembatan Model ................................................................ 150 Gambar 4. 4 Segmen 2 Jembatan Model ................................................................ 150 Gambar 4. 5 Segmen 3 Jembatan Model ................................................................ 150 Gambar 4. 6 Segmen 4 Jembatan Model ................................................................ 150 Gambar 4. 7 Segmen 5 Jembatan Model ................................................................ 151 Gambar 4. 8 Segmen 6 Jembatan Model ................................................................ 151 Gambar 4. 9 Segmen 1 - 6 Jembatan Model ........................................................... 151 Gambar 4. 10 Konfigurasi Lubang Baut ................................................................. 154 Gambar 4. 11 Perangkat Launcher ......................................................................... 155 Gambar 4. 12 Meja Kerja ....................................................................................... 156 Gambar 4. 13 Segmen Tambahan ........................................................................... 157 Gambar 4. 14 Counterweight .................................................................................. 158 Gambar 4. 15 Sistem Katrol ................................................................................... 158 Gambar 4. 16 Setting Awal Launcher .................................................................... 160 Gambar 4. 17 Pemasangan Segmen 1 ..................................................................... 160 Gambar 4. 18 Pemasangan Segmen 2 ..................................................................... 161 Gambar 4. 19 Pemasangan Segmen 3 ..................................................................... 161 Gambar 4. 20 Pemasangan Segmen 4 ..................................................................... 161 Gambar 4. 21 Pemasangan Segmen 5 ..................................................................... 161

xiv Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Gambar 4. 22 Pemasangan Segmen 6 ..................................................................... 162 Gambar 4. 23 Pemasangan Segmen Tambahan Pada Segmen 6 ............................ 162 Gambar 4. 24 Peluncuran Jembatan dengan Mekanisme Pendorong ..................... 162 Gambar 4. 25 Peluncuran Jembatan ....................................................................... 163

Gambar 5. 1 Pengukuran Panjang Total dan Panjang Bentang Pada Jembatan ..... 168 Gambar 5. 2 Elemen-elemen Jembatan .................................................................. 171 Gambar 5. 3 Elemen-elemen Jembatan (sambungan) ............................................ 172 Gambar 5. 4 Elemen-elemen Jembatan (sambungan) ............................................ 172 Gambar 5. 5 Bagian-bagian yang Menunjukkan Kerusakan Awal Pada Cat ......... 175 Gambar 5. 6 Sambungan Berlapis yang Mengembang Karena Karat .................... 177 Gambar 5. 7 Tempat-tempat dimana umumnya terjadi karat pada jembatan rangka .... ................................................................................................................................ 177 Gambar 5. 8 Perubahan bentuk setempat ................................................................ 178 Gambar 5. 9 Pelurusan elemen baja dengan tekanan .............................................. 179 Gambar 5. 10 Tempat Dimana Biasanya Terjadi Retak Pada Gelagar Baja Dengan Pelat Penutup .......................................................................................................... 180 Gambar 5. 11 Paku Keling, Baut dan Las ............................................................... 182

xv Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Konstruksi merupakan elemen penting yang diperlukan di berbagai negara, tak terkecuali indonesia. Meskipun penyumbang PDB (Pendapatan Domestik Bruto) dengan presentase rendah untuk Indonesia (sekitar 5-6 %), konstruksi memegang peranan vital, karena segala kegiatan industri, bisnis, dll tidak akan berjalan sebagaimana mestinya tanpa adanya suatu konstruksi. Selain itu, semakin majunya teknologi konstruksi, semakin menunjukkan konsistensi negara tersebut dlm segi ekonomi dan menunjukkan bahwa negara tersebut sedang/telah menjadi negara maju. Konstruksi sendiri dibedakan menjadi : bangunan industri, bangunan rekayasa (jembatan; dam; dll), bangunan perumahan, dan bangunan gedung. Berdasarkan survey PDB di indonesia, konstruksi memberikan kontribusi yang relatif kecil dibandingkan yang lain. Hal ini menunjukkan bahwa infrastruktur-infarstruktur di indonesia tergolong mempunyai kualitas yang buruk. Untuk membantu peningkatan ekonomi, indonesia membutuhkan kualitas infrastruktur yang lebih baik lagi. Salah satu solusi yang dinilai paling mungkin untuk memperbaiki tingkat ekonomi di indonesia adalah infrastruktur di bagian transportasi. Dengan adanya sarana trasnportasi seperti : jalan raya, jalan layang, rel kereta api, jembatan, bandar udara, dll, tingkat perpindahan orang dan barang dari satu tempat ke tempat lain menjadi lebih besar sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran informasi, barang, uang lebih banyak lagi sehingga secara otomatis mampu meningkatkan pendapatan negara Indonesia. Namun demikian, sistem transportasi di Indonesia sering menghadapi masalah, harga barang di suatu wilayah tergantung dari jarak dan bagaimana

1 Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 wilayah itu ditempuh. Semakin susah dan jauh wilayah itu di tempuh, semakin mahal pula harganya, begitu juga sebaliknya. Oleh karena itulah perlu di buat suat sistem dan sarana transportasi yang efisien dan efektif di Indonesia guna melancarkan kegiatan perekonomian tersebut. Berbagai macam alternatif telah dilakukan untuk menghubungkan dua daerah yang terpisah baik terpisah oleh laut, sungai, ataupun lembah mulai dari pembuatan trowongan, kereta gantung, hingga jembatan, namun hingga saat ini alternatif pembangunan jembatan masih merupakan pilihan favorit para pemegang kepentingan, karena pembangunan jembatan yang terbilang sudah sangat umum, dan memiliki tingkat kesulitan yang lebih mudah dibandingkan dengan alternatif lain. Seiring dengan berjalannya waktu, teknologi pun semakin hari semakin berkembang, dahulunya jembatan dibangun dari kayu dan batu-batu namun saat ini pembangunan jembatan telah berkembang kearah material yang lebih ringan dan kuat, seperti beton, baja, dan komposit. Bentuk atau konfigurasi pun semakin lama semakin berkembang, dari yang dahulu hanya mengenal tipe arch dan jembatan gantung kini telah muncul beragam inovasi tentang konfigurasi jembatan, mulai dari rangka baja, cable stayed, prestress dan lain sebagainya, Apabila dahulu untuk mencapai suatu daerah yang terpisah oleh lautan membutuhkan waktu berhari-hari sekarang dengan adanya jembatan semua halangan tersebut dapat dilalui dalam hitungan jam saja. Jembatan bisa dibuat dari bermacam-macam material, seperti : kayu, beton, batu bata, baja, dan mungkin masih akan berkembang material-material lain lagi. Tentunya setiap material mempunyai kelebihan dan kekurangan masingmasing , baik bagi lingkungan maupun bagi kelangsungan hidup masyarakat. Ada yang berdampak baik untuk lingkungan, ada pula yang berdampak bahaya untuk lingkungan dalam proses pembuatannya.

Ada

yang

memberikan keuntungan buat masyarakat dengan adanya jembatan tersebut, ada pula yang merasa terganggu dengan adanya jembatan tersebut. Terlepas dari baik buruknya pembangunan jembatan, tidak bisa dipungkiri lagi saat ini pembangunan jembatan sudah sangat banyak dilakukan di


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 berbagai negara karena jembatan adalah kebutuhan yang sangat penting dalam mendukung kegiatan perekonomian diantara kedua wilayah yang terpisah, namun pembangunan jembatan pada saat ini mulai lebih banyak mengarah pada jembatan dengan material baja dan komposit hal ini terjadi karena material baja memiliki sifat yang lebih kuat di bandingkan beton dengan berat dan dimensi yang sama, selain itu penggunaan material baja juga memungkinkan bagi para arsitek untuk membuat jembatan dengan desain yang unik dan artistik karena sifat material baja yang mudah dibentuk, selain itu jembatan-jembatan bentang panjang biasanya banyak yang menggunakan material baja di bandingkan beton, karena jembatan bentang panjang dengan material beton akan membuat dimensi jembatan menjadi sangat besar sehingga juga akan memiliki berat sendiri yang sangat besar. Dengan melihat peran jembatan baja seperti yang telah dijelaskan diatas, oleh karena itu pada kesempatan kali ini penulis akan mencoba membahas jembatan dengan material baja dengan tipe truss yang dilihat dari kekuatan, daya layan, dan metode konstruksi jembatan. 1.2

Tujuan Tujuan dari proposal ini adalah menghasilkan suatu desain jembatan yang sesuai dengan kriteria desain kompetisi ini. Kriteria desain yang dimaksud adalah: 

memenuhi syarat kekuatan,



memenuhi syarat kekakuan sehingga memberikan serviceability yang baik,



memberikan estetika yang baik, serta berwawasan Nusantara Indonesia



ramah lingkungan, dan



ekonomis.

Karena medan kerja suatu konstruksi bisa bermacam-macam, maka untuk dapat membangun jembatan yang sesuai dengan kriteria yang tersebut diatas, akan diperlukan suatu metode konstruksi yang reliable dan aplikatif agar dapat diterapkan pada segala jenis medan, termasuk medan yang sulit di-


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 jangkau. Sehingga metode konstruksi menjadi salah satu bahasan penting dalam proposal ini. 1.3

Metodologi Untuk menentukan desain optimal jembatan yang sesuai dengan persyaratan kompetisi, metode yang dilakukan adalah: 

optimasi konfigurasi model jembatan,



optimasi konfigurasi penampang, dan



iterasi optimasi antara konfigurasi model dan penampang.

Sedangkan untuk menentukan metode pelaksanaan konstruksi yang optimal, hal yang perlu diperhatikan antara lain:

1.4



medan eksisting,



ketersediaan alat bantu,



ketersediaan alat angkut.

Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data Dalam mengumpulkan dan mengolah data, teknik yang dipakai adalah sebagai berikut : a) Studi kepustakaan, referensi sehubungan dasar teori pembuatan dan perakitan jembatan diambil dari beberapa sumber buku dan internet. b) bimbingan dengan dosen, beberapa hal mengenai metode pembuatan dan perakitan jembatan ditanyakan langsung ke beberapa dosen pengajar c) kunjungan ke lapangan, mutu bahan dan contoh-contoh konfigurasi banyakk mengambil contoh dari keadaan asli di lapangan.

1.5

Sistematika Pembahasan Proposal ini terbagi menjadi tujuh bab, yaitu: 

Bab I Pendahuluan


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Pada bab ini dibahas mengenai pendahuluan, berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan, langkah pengerjaan serta metode-metode yang digunakan dalam mendesain. 

Bab II Desain Jembatan Ukuran Sebenarnya Pada bab ini dibahas mengenai desain jembatan sebenarnya, berisi dasar teori perancangan, sistem struktur, modelisasi struktur, analisis struktur, dan desain komponen jembatan.



Bab III Desain Model Jembatan Pada bab ini dibahas mengenai desain model jembatan, berisi dasar teori model, kriteria perancangan, sistem struktur untuk model, dan sistem sambungan.



Bab IV Metode Perakitan Model Jembatan Pada bab ini dibahas mengenai perakitan model jembatan, berisi perakitan model jembatan.



Bab V Metode Perawatan dan Perbaikan Jembatan Sebenarnya Pada bab ini berisi tentang metode pemeriksaan, pemeliharaan dan perbaikan jembatan.



Bab VI Rencana Anggaran Biaya Pada bab ini dibahas mengenai estimasi biaya yang diperlukan untuk mewujudkan konstruksi jembatan



Bab VII Penutup Pada bab ini berisi tentang kesimpulan serta penutup dari perencanaan jembatan.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 BAB II DESAIN JEMBATAN UKURAN SEBENARNYA

2.1

Dasar Teori Perancangan Jembatan dengan ukuran yang sebenarnya memiliki dimensi sebagai berikut: Tabel 2. 1 Ukuran Jembatan Sebenarnya Dimensi

Besaran

Panjang

60 meter

Lebar

9 meter

Tinggi

6 meter

Jembatan yang didesain akan bekerja dengan prinsip elemen rangka batang (truss bridge), dimana prinsip kerja dari jembatan rangka batang ini adalah setiap elemen/batang-batang nya hanya menerima gaya aksial saja (tekan dan tarik), tidak menerima momen. Landasan tema yang digunakan dalam mendesain jembatan ini adalah “”. Pada perlombaan Kompetisi Jembatan Indonesia (KJI) yang ke-9 ini, jembatan yang diperlombakan adalah jembatan yang telah dimodelkan dengan skala 1:10. Jembatan merupakan salah satu dari infrastruktur yang sangat berpengaruh di dalam proses perkembangan dari suatu daerah. Jembatan sangat berpengaruh di dalam perkembangan suatu daerah salah satunya adalah jembatan sebagai media transportasi (akses), peran jembatan dalam hal transportasi sangat penting dikarenakan jembatan sangat membantu akses-akses menuju suatu daerah, terutama daerah-daerah yang harus melewati sungai atau laut, dimana transportasi darat tidak dapat melewatinya jika tidak ada jembatan. Dan hal ini akan sangat berpengaruh kepada perekonomian dari suatu daerah. Maka dari itu dapat disimpulkan bahwa kehadiran jembatan pada suatu daerah dapat menyokong pertumbuhan dari daerah tersebut. Berikut ini adalah beberapa fungsi secara khusus dari jembatan:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 a. Jembatan sebagai prasaran transportasi Fungsi utama jembatan adalah untuk menghubungkan dua daratan yang terpisahkan oleh suatu halangan, seperti laut, selat, sungai, atau rawa. Tanpa jembatan, memang halangan tersebut masih dapat diatasi. Moda-moda transportasi untuk mengatasi halangan tersebut sudah cukup banyak, misalnya kapal (moda laut) dan pesawat (moda udara). Walau tersedia berbagai moda untuk melewati halangan tersebut, masih banyak faktor yang mempengaruhi pemilihan moda. Faktor biaya adalah salah satunya. Dengan memakai moda udara, tentu waktu tempuh yang diperlukan jauh lebih cepat. Tetapi faktor biaya tidak bisa dilupakan begitu saja. Moda laut memiliki karakteristik yang lain, tetapi bekerja dengan pola yang sama. Untuk jarak pendek sampai menengah, moda darat adalah yang paling efisien dari segi cost-performance. Untuk jangka panjangnya, tentu yang paling efisienlah yang dipilih. Melihat kebutuhan tersebut, maka hadirnya jembatan adalah salah satu solusi. b. Jembatan sebagai akselerator pertumbuhan daerah Konsep fungsi ini sangat berkaitan erat dengan fungsi jembatan sebagai prasarana transportasi. Kehadiran jembatan berarti membuka jalur untuk moda darat. Untuk jarak pendek sampai sedang, moda daratlah yang paling efisien. Tentu hal ini akan memicu pertumbuhan yang lebih pada daerah tersebut, terutama pada sektor perekonomian. c. Jembatan sebagai landmark suatu daerah Tidak jarang jembatan dibangun sebagai simbol dari suatu kota/daerah, semisal jembatan Ampera di Palembang dan Golden Bridge di San Fransisco. Kemegahan dan keindahan jembatan tersebut dianggap mewakili kemajuan kotanya. Fungsi ini sangat berkaitan erat dengan aspek estetika. Jembatan yang dibangun tidak hanya harus kokoh, tetapi juga indah. d. Jembatan sebagai bukti kemajuan teknologi


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Jembatan bukanlah struktur yang sederhana. Banyak sekali aspek yang berpengaruh di dalamnya. Apalagi fungsi utama jembatan adalah untuk melintasi halangan. Baik analisis kekuatan dan metode konstruksinya sangat ditentukan oleh halangan yang akan dilaluinya. Jembatan tempo dulu pada umumnya sederhana dan berbentang pendek. Ini karena belum begitu majunya teknologi

pada saat

itu. Seiiring

denganperkembangan jaman, jembatan mulai memiliki beragam bentuk dan semakin rumit. Teknologi yang digunakan juga semakin baru, seperti cablestayed ataupun prestressed. Bentangnya pun juga semakin besar. Melihat hal-hal tersebut dapat dikatakan bahwa jembatan adalah salah satu cerminan teknologi dunia. Pada jembatan terukir buah-buah pemikiran dan inovasi yang berkembang dari jaman ke jaman. Pengertian jembatan secara umum adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan seperti lembah yang dalam, alur sungai, danau, saluran irigasi, kali, jalan kereta api, jalan raya yang melintang tidak sebidang dan lain-lain. Jenis jembatan berdasarkan fungsi, bahan konstruksi, lokasi, dan tipe struktur sekarang ini telah mengalami perkembangan pesat sesuai dengan kemajuan jaman dan teknologi, mulai dari yang sederhana sampai pada konstruksi yang mutakhir. 

Berdasarkan fungsinya, jembatan dapat dibedakan sebagai berikut: o Jembatan jalan raya (highway bridge) o Jembatan jalan kereta api (railway bridge) o Jembatan pejalan kaki atau penyeberangan (predestrian bridge)



Berdasarkan bahan konstruksinya, jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain : o Jembatan kayu (log bridge) o Jembatan beton (concrete bridge) o Jembatan beton prategang (prestressed concrete bridge) o Jembatan baja (steel bridge) o Jembatan komposit (compossite bridge)


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 

Berdasarkan lokasinya, jembatan dapat dibedakan sebagai berikut: o Jembatan di atas sungai atau danau o Jembatan di atas lembah o Jembatan di atas jalan yang ada (fly over) o Jembatan di atas saluran irigasi/drainase (culvert) o Jembatan di dermaga (jetty)



Berdasarkan tipe strukturnya, jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain : o Jembatan plat (slab bridge) o Jembatan plat berongga (voided slab bridge) o Jembatan gelagar (girder bridge) o Jembatan rangka (truss bridge) o Jembatan pelengkung (arch bridge) o Jembatan gantung (suspension bridge) o Jembatan kabel (cable stayed bridge) o Jembatan cantilever (cantilever bridge)



Berdasarkan panjang bentangnya, jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain : o Jembatan penting, panjang bentang jembatan 30 m. o Jembatan tidak penting, panjang bentang jembatan 30 m.

Karakteristik dari jembatan sebenarnya yang akan dirancang berdasarkan dari klasifikasi yang telah disebutkan diatas adalah sebagai berikut: 1. Klasifikasi berdasarkan fungsi jembatan: Jembatan Jalan Raya 2. Klasifikasi berdasarkan bahan konstruksi: Jembatan Baja 3. Klasifikasi berdasarkan lokasi: Jembatan di atas sungai 4. Klasifikasi berdasarkan tipe struktur: Jembatan Rangka (Truss Bridge) 5. Klasifikasi berdasarkan panjang bentang: Jembatan Penting Jembatan yang akan dilombakan berdasarkan tipe strukturnya adalah Jembatan Tipe Rangka (Truss Bridge). Adapun beberapa penjelasan dari prinsip kerja Rangka Batang itu sendiri dan juga beberapa asumsi yang sangat penting untuk


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 diketahui di dalam memodelkan jembatan tipe rangka ini apabil dibandingkan dengan yang benar-benar terjadi di lapangan. Berikut ini adalah penjelasan mengenai jembatan tipe rangka (Truss Bridge): a. Pengertian jembatan tipe rangka (Truss Bridge) Jembatan tipe rangka (Truss Bridge) merupakan suatu jembatan yang tersusun dari elemen-elemen linear yang membentuk segitiga atau kombinasi dari segitiga (dapat dilihat dari gambar contoh jembatan rangka dibawah ini), sehingga menjadi bentuk rangka yang stabil (Geometricaly Stable).

Gambar 2. 1 Contoh Jembatan Rangka (Truss Bridge) b. Idealisasi dan Asumsi Didalam menganalisis struktur dari rangka batang dapat digunakan asumsiasumsi sebagai berikut: 1. Batang-batang (members) saling terhubung pada satu titik buhul (joint) dengan hubungan sendi (pin jointed). 2. Sumbu-sumbu dari batang bertemu di satu titik dalam joint tersebut. 3. Beban-beban yang bekerja dan reaksi-reaksi tumpuan berupa gaya-gaya terpusat yang bekerja pada titik-titik buhul (joint). Asumsi-asumsi yang dipaparkan di atas dapat dilihat pada beberapa gambar di bawah ini:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013

Gambar 2. 2 Sumbu Batang berkumpul di satu titik

Gambar 2. 3 Beban dan Reaksi Perletakan yang bekerja pada Joint Asumsi-asumsi yang digunakan di dalam melalukan perhitungan pada rangka batang (Truss) menjadikan struktur ini sesederhana munkin sehingga memungkinkan suatu analisis dan penyelesaian secara manual. Berikut ini adalah gambar dari gaya-gaya aksial yang bekerja pada batang, dimana gaya yang bekerja pada rangka batang hanyalah gaya tarik dan tekan saja (aksial sentris), tidak terdapat gaya geser dan momen.

Gambar 2. 4 Gaya Dalam yang bekerja pada batang akibat beban luar yang bekerja


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 c. Penyimpangan yang terjadi dalam dunia nyata 1. Batang-batang pada struktur tidak disambung dengan hubungan sendi, melainkan dihubungkan dengan sambungan baut, paku keling atau pengelasan ujung-ujung batang tersebut pada pelat buhul (gusset plate). 2. Seringkali juga digunakan batang-batang yang menerus di dalam konstruksi rangka batang (Truss). 3. Seringkali juga bebang tidak bekerja pada titik buhul, contohnya adalah letak gording pada struktur rangka atap yang tidak tetap diatas titik buhul (bekerja pada bentang dari batang). 2.2

Kriteria Perancangan Syarat-syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas dari suatu struktur harus dipenuhi dalam perencanaan struktur. Namun syarat-syarat lain seperti estetika, arsitektur, dan keekonomisan terkadang juga menjadi pertimbangan penting. Syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas bisa diperoleh dari perhitungan konvensional, sementara syarat estetika, arsitektur, dan keekonomisan suatu struktur bisa ditinjau dari berbagai aspek. Dalam hal syarat keekonomisan, untuk struktur baja dapat diidentikkan dengan volume minimum struktur. Untuk itu perlu dilakukan optimasi pada struktur, agar diperoleh struktur dengan volume material minimum. Menurut Teori Maxwell dan Mitchell, volume minimum dapat dicapai dengan meminimumkan batang tarik atau batang tekan pada struktur rangka, yang diaplikasikan dalam analisa ini, dimana volume minimum diperoleh dengan cara mendiferensialkan volume total terhadap tinggi jembatan tersebut. Dalam merencanakan suatu jembatan, perlu memperhatikan hal-hal sebagai berikut : 1. Pemilihan Lokasi/Alinyemen Pada umumnya jembatan-jembatan direncanakan dengan mengikuti rencana alinyemen dari jalan raya yang telah ditentukan terlebih dahulu, akan tetapi dalam kondisi khusus dimana kemungkinan-kemungkinan untuk membangun jembatan yang telah ditentukan tersebut tidak


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 memungkinkan (karena kondisi tanah atau kondisi aliran sungai) maka dimungkinkan alinyemen jalan sedikit dikorbankan. 2. Penentuan Kondisi Eksternal ( geometri jembatan, panjang, lebar dan tinggi ) Pada pemilihan bentang panjang, posisi abutment, pier dan arah jembatan harus mempertimbangkan unsur-unsur yang paling dominan, yaitu : 

Topografi daerah setempat



Kondisi tanah dasar



Kondisi aliran sungai

3. Stabilitas Konstruksi Stabilitas jembatan tentu saja menjadi tujuan utama dari perencanaan jembatan, dengan selalu terikat pada prinsip bahwa konstruksi harus memenuhi kriteria : kuat, kokoh dan stabil. Dalam perencanaan dimungkinkan dilakukan kajian alternatif, sehingga dipilih alternatif yang paling baik. 4. Ekonomis Pertimbangan konstruksi juga harus memperhitungkan faktor ekonomis. Dengan biaya seekonomis mungkin dapat dihasilkan jembatan yang kuat dan aman. 5. Pertimbangan Pelaksanaan Metode pelaksanaan harus mempertimbangkan kondisi lalu lintas yang ada agar tetap berjalan dengan aman dan lancar. 6. Pertimbangan Pemeliharaan Pertimbangan aspek pemeliharaan dalam perencanaan jembatan akan tetap mendapatkan perhatian perencana dalam memilih bahan konstruksi dan


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 tipe konstruksinya, misalnya faktor pengaruh air, garam zat korosif dan sebagainya. 7. Keamanan dan Kenyamanan Aspek keamanan merupakan faktor utama dalam perencanaan jembatan, misalnya dalam pemasangan railing, trotoar tinggi dan lain-lain. Aspek kenyamanan terletak pada alinyemen di sekitar jembatan ( terutama bila ditikungan ) yang perlu dibuat dengan jari-jari yang cukup besar dan perbedaan kelandaian yang kecil. 8. Estetika Bentuk penampilan yang sesuai dengan lingkungan sekitarnya perlu dipertimbangkan dalam pemilihan tipe setiap elemen konstruksi jembatan. 2.2.1 Material Material yang digunakan dalam merancang jembatan ini adalah material baja. Baja yang biasa digunakan untuk keperluan struktur adalah dari jenis: rendah (< 0,15%) 

Baja Karbon

sedang (0,15 < 0,29%)⎯ umum untuk

Kadar Karbon

struktur bangunan (misalnya BJ 37)

(fy = 210<250 MPa)

medium (0,30<0,50%) tinggi (0,60< 1,70%)

Baja karbon memiliki titik peralihan leleh yang tegas, peningkatan kadar karbon akan meningkatan kuat leleh akan tetapi mengurangi daktilitas dan menyulitkan proses pengelasan. Sebutan baja karbon berlaku untuk baja yang mengandung unsure bukan besi dengan presentase maksimum sebagai berikut : a. Karbon 1.70 %

c.

Silikon 0.60 %

b. Mangan 1.65 %

d.

Tembaga 0.60 %


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 

Baja Mutu Tinggi (fy = 275<480 MPa) Menunjukkan titik peralihan leleh

yang tegas.

Didapat

dengan

menambahkan unsur aloi (chromium, nickel, vanadium, dll) kedalam baja karbon untuk mendapatkan bentuk mikrostruktur yang lebih halus. 

Baja Aloi (fy = 550<760 MPa) Tidak menunjukkan titik peralihan leleh yang tegas. Titik peralihan leleh dapat ditentukan menggunakan metode tangens 2

o

/oo atau metode

o

regangan 5 /oo. Gambar kurva tegangan-regangan dari macam-macam baja sebagai berikut :

Gambar 2. 5 Kurva Tegangan dan Regangan Baja yang biasa digunakan untuk baut adalah baut mutu standar (fub=415 MPa) atau baut mutu tinggi (fub=725<825 MPa; fyb=550<650 MPa). Kawat las yang biasa digunakan dalam pengelasan struktur adalah E60xx (fyw=345 MPa; fuw=415 MPa) atau E70xx (fyw=415 MPa; fuw=500 MPa). Kurva tegangan-regangan yang umum akibat tarikan dalam daerah yang lebih rinci diperlihatkan pada gambar dibawah ini.



Gambar 2. 6 Kurva tegangan-regangan dalam daerah yang lebih rinci Kurva tegangan-regangan (lihat gambar 2.6) menunjukan bahwa hubungan garis lurus berakhir di titik yang disebut batas proposional. Titik ini umumnya berimpit dengan titik leleh baja structural yang titik lelehnya mencapai 450 MPa. Untuk baja aloi penyimpangan garis lurus terjadi perlahan-lahan seperti pada kurva (c). Tegangan leleh, yaitu tegangan di titik leleh jika ada, atau tegangan yang selaras dengan regangan tertentu untuk bahan dengn kelakuan teganganregangan yang tidak linear secara bertahap. Rasio tegangan dan regangan pada daerah garis lurus awal, disebut modulus elastisitas, atau yang kita kenal sebagai modulus Young, E. Besarnya E secara pendekatan dimbil nilai 200.000 MPa untuk baja structural. Pada daerah garis lurus ini, pembebanan dan penghilangan beban tidak menimbulkan deformasi, daerah ini disbut daerah elastis. Untuk baja yang memiliki titik leleh seperti kurva (a) dan (b) pada gambar 2.2 keadaan regangan membesar namun tegangannya konstan disebut daerah platis. Kurva tegangan-regangan juga menunjukan daktilitas. Daktilitas antara lain adalah besarnya regangan permanen (yaitu regangan yang melampaui


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 batas proposional sampai titik gagal. Besarnya daktilitas diperoleh dari uji tarik dengn menentukan presentase perpanjangan (dengan membandingkan luas penampang lintang akhir dan semula. Daktilitas sangat penting, karena memungkinkan terjadinya kelelahan setempat akibat tegangan yang besar, sehingga distribusi tegangan berubah. Sangat penting mengetahui perilaku baja terhadap hal-hal yang dapat merubah perilaku semula baja. Penjelasan perilaku baja antara lain sebagai berikut : - Perilaku Baja pada Suhu Tinggi Bila suhu mencapai 90oC, hubungan tegangan-regangan baja menjadi tidak lagi proporsional dan peralihan kuat leleh menjadi tidak tegas. Modulus elastisitas, E, kuat leleh, fy, dan kuat tarik, fu, tereduksi dengan sangat nyata. Reduksi tersebut sangat besar pada rentang suhu 430<540 oC. Pada suhu sekitar 260 < 3200C, baja memperlihatkan sifat rangkak. Rangkak yaitu perubahan regangan akibat tegangan. - Pengerjaan dingin terhadap baja akan menghasilkan regangan permanen. Terjadinya regangan permanen akan mengurangi daktilitas baja. Daktilitas baja,µ , didefinisikan sebagai perbandingan antara regangan fraktur, Ɛf , terhadap regangan leleh Ɛy atau daktilitas µ=



Gambar 2. 7 Kurva tegangan-regangan akibat pengerjaan dingin terhadap baja - Strain Aging Perilaku baja terhadap peregangan yang mencapai kondisi strain hardening atau penguatan regangan akan menunjukan perilaku yang berbeda, tegangan leleh akan meningkat. Peregangan itu biasanya diakibatkan pembebanan hingga mencapai penguatan regangan, kemudian di bebas beban kan dalam jangka waktu yang panjang, maka kurva tegangan regangan dapat dilihat seperti di bawah ini:

Gambar 2. 8 Pengaruh ‘strain aging’ akibat peregangan hingga mencapai daerah penguatan regangan dan bebas beban.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 -

Keruntuhan Getas Pada umumnya keruntuhan baja besifat daktail, namun ada beberapa kondisi yang sangat berbahaya, yang menyebabkan keruntuhan baja berubah dari keruntuhan daktail menjadi keruntuhan getas. Keruntuhan getas adalah jenis keruntuhan yang terjadi tanpa didahului oleh deformasi plastis dan terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Dalam dunia konstruksi, kondisi sepeti itu sangat tidak diijinkan, tidak dapat ditolerir sama sekali. Keruntuhan getas dipengaruhi oleh suhu, kecepatan pembebanan, tingkat tegangan, tebal pelat, dan geometri detailing. Pada suhu normal, keruntuhan getas berpotensi untuk terjadi bila keadaan tegangan cenderung bersifat multiaksial. Karena perubahan geometri yang tiba-tiba sering menimbulkan keadaan tegangan multiaksial, konfigurasi dan perubahan penampang harus dibuat sehalus mungkin untuk menghindari terjadinya keruntuhan getas. Hal-hal berikut ini perlu diperhatikan dalam mengantisipasi keruntuhan getas: 1. Temperatur rendah meningkatkan resiko keruntuhan getas 2. Keruntuhan getas terjadi karena tegangan tarik 3. Pelat baja tebal meningkatkan resiko 4. Geometri tiga dimensi meningkatkan resiko 5. Adanya cacat baja meningkatkan resiko 6. Kecepatan pembebanan yang tinggi meningkatkan resiko 7. Sambungan las menimbulkan resiko

- Keruntuhan Lelah (fatigue) Tegangan tarik yang bersifat siklis dapat menyebabkan keruntuhan meskipun kuat leleh baja tidak pernah tercapai. Gejala tersebut dinamakan keruntuhan lelah, dan terjadi akibat tegangan tarik yang bersifat siklis. Keruntuhan atau keretakan yang terjadi bersifat progresif hingga mencapai keadaan instabilitas.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Keruntuhan lelah dipengaruhi oleh beberapa faktor: 1. Jumlah siklus pembebanan 2. Taraf tegangan tarik yang terjadi (dibandingkan dengan kuat leleh) 3. Ukuran cacat-cacat dalam material baja Dalam hal keruntuhan lelah, tegangan yang terjadi pada saat layan merupakan pertimbangan utama, sedangkan mutu baja tidak memegang peranan penting. Pengaruh beban mati juga tidak cukup sensitif. Namun, geometri penampang dan kehalusan penyelesaian detailing memberikan pengaruh yang dominan. Baja merupakan material yang sangat popular di dunia konstruksi. Material baja merupakan material kedua yang paling banyak di pakai di Indonesia. Di Negara-negara maju, baja sudah banyak mendominasi pembangunan konstruksi ketimbang beton. Material baja memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan, antara lain sebagai berikut: 1. Kekuatan tarik baja sangat tinggi, sama dengan kekuatan tekannya. 2. Baja lebih ringan dar beton, untuk mencapai kekuatan yang sama. 3. Elemen baja dapat dibongkar pasang dengan mudah. Selain mudah, pembongkaran ulang elemen baja tidak merusak elemen itu sendiri. Karena itu, elemen baja dapat digunakan berulang-ulang. 4. Mutu baja relatif sama, karena profil baja dibuat melalui proses fabrikasi. Selain kelebihan-kelebihan di atas, adapula kekurangan-kekurangan materialbaja yang perlu di perhatikan, antara lain sebagai berikut: 1. Secara teoritis kekuatan tekan baja sampai kondisi lelehnya sama dengan kekuatan tariknya. Namun kekhawatiran timbul pada saat material baja ini dalam kondisi tekan. Apabila baja tersebut mengalami tekan, maka ada hal yang perlu di perhatikan, yaitu tekuk. Kondisi tekuk ini, mengimplikasikan baja tidak bisa mencapai


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 kekuatan lelehnya. Sehingga kekuatan tekan baja, akan lebih kecil dari kuat lelehnya. Tekuk dapat terjadi tergantung dari bahan dan geometri. Tekuk dapat di artikan sebagai batas antara defleksi stabil dan tak stabil suatu batang tekan. Kuat tekan komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan: 

Bahan:

Tegangan leleh Tegangan sisa Modulus elastisitas



Geometri: Penampang Panjang komponen Kondisi ujung dan penopang

Tekuk terjadi bisa diakibatkan beban tekan, lentur, geser, maupun torsi. Tekuk terjadi apabila batang yang di pakai langsing. Besarnya nilai kelangsingan suatu profil baja, yaitu perbandingan antara panjang terkekang secara lateral dengan jari-jari girasi dari profil tersebut. Salah satu cara menjadikan profil tersebut tidak langsing, maka di pasang stiffener yang fungsinya mengekang secara lateral. Sehingga

panjang

terkekang

nya

menjadi

lebih

kecil,

mengimplikasikan kelangsingannya menjadi lebih kecil juga. Berikut contoh gambaran profil baja IWF yang mengalami tekuk akibat macam-macam beban yang bekerja.



Gambar 2. 9 Ilustrasi profil yang mengalami tekuk 2. Masalah yang paling umum pada material baja yaitu korosi. Korosi lebih dikenal oleh masyarakat awam dengan kata karat. Baja akan berkarat apabila terkena air. Berkaratnya baja menyebabkan berkurangnya luasan baja, sehingga kapasitas baja tersebut akan berkurang. Pelapisan baja dengan pelindung korosi dapat dilakukan untuk menghindari korosi pada baja. Namun pelapisan tersebut tidak membuat korosi pada baja tidak akan terjadi, namun hanya memberikan waktu lebih lama sampai baja itu sendiri yang mengalam korosi. Untuk KJI ke-9, nilai properti dari baja yang akan digunakan untuk mendesain jembatan ini adalah: Tabel 2. 2 Nilai properti baja untuk desain jembatan sebenarnya Jenis properti

Nilai properti

Berat Jenis

7850 kg/m3

Modulus Elastisitas

200000 MPa

Poison Ratio

0.3

Tegangan Leleh

240 MPa

Tegangan Ultimate

370 MPa


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 2.2.2 Alat Sambung Suatu konstruksi baja adalah susunan atau gabungan dari beberapa batang baja yang digabung membentuk satu kesatuan konstuksi. Tujuan dari adanya alat sambung, antara lain yaitu : 1. Untuk menggabungkan beberapa batang baja membentuk kesatuan konstruksi sesuai kebutuhan. 2. Untuk mendapatkan ukuran baja sesuai kebutuhan (panjang, lebar, tebal, dan sebagainya). 3. Untuk memudahkan penggantian bila ada suatu bagian dalam konstruksi yang rusak. 4. Untuk memberikan ijin batang konstruksi yang diijinkan untuk bergerak, misalnya muai-susut baja akibat perubahan suhu 5.

Untuk memudahkan dalam penyetelan konstruksi baja di lapangan.

Macam-macam alat sambung konstruksi baja antara lain adalah las, baut, dan paku keling. Namun, pada jaman sekarang paku keling sudah sangat jarang digunakan lagi, dapat dikatakan hampir tidak pernah. Alat sambung yang populer untuk konstruksi baja adalah las dan baut. Dalam merancang Jembatan ini dipakai alat sambung berupa baut mutu tinggi. Macammacam alat sambung yang sudah disebutkan di atas dapat di lihat sebagaimana gambar di bawah ini.

Gambar 2. 10 Las



Gambar 2. 11 Baut

Gambar 2. 12 Paku Keling Masing-masing alat sambung memiliki karakteristik yang berbeda, ada kelebihan dan kekurangaanya. Kelebihan dan kekurangan dari masingmasing alat sambung antara lain sebagai berikut:  Las Menyambung baja dengan las adalah menyambung dengan cara memanaskan baja hingga mencapai suhu lumer (meleleh) dengan ataupun tanpa bahan pengisi, yang kemudian setelah dingin akan menyatu dengan baik. Kelebihan : 1) Pertemuan baja pada sambungan dapat melumer bersama elektrode las dan menyatu dengan lebih kokoh (lebih sempurna) 2) Konstruksi sambungan memiliki bentuk lebih rapi.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 3) Konstruksi baja dengan sambungan las memiliki berat lebih ringan. Dengan las berat sambungan hanya berkisar 1 – 1,5% dari berat konstruksi, sedang dengan paku keling / baut berkisar 2,5 – 4% dari berat konstruksi. 4) Pengerjaan konstruksi relatif lebih cepat (tak perlu membuat lubanglubang pk/baut, tak perlu memasang potongan baja siku / pelat penyambung, dan sebagainya. 5) Luas penampang batang baja tetap utuh karena tidak dilubangi, sehingga kekuatannya utuh. Kekurangan : 1) Kekuatan sambungan las sangat dipengaruhi oleh kualitas pengelasan. Jika pengelasannya baik maka keuatan sambungan akan baik, tetapi jika pengelasannya jelek/tidak sempurna maka kekuatan konstruksi juga tidak baik bahkan membahayakan dan dapat berakibat fatal. Salah satu sambungan las cacat lambat laun akan merembet rusaknya sambungan yang lain dan akhirnya bangunan dapat runtuh yang menyebabkan kekurangan materi yang tidak sedikit bahkan juga korban jiwa. Oleh karena itu untuk konstruksi bangunan berat seperti jembatan jalan raya / kereta api di Indonesia tidak diijinkan menggunakan sambungan las. 2) Konstruksi sambungan tak dapat dibongkar-pasang.  Baut Baut adalah alat sambung dengan batang bulat dan berulir, salah satu ujungnya dibentuk kepala baut ( umumnya bentuk kepala segi enam ) dan ujung lainnya dipasang mur/pengunci. Dalam pemakaian di lapangan, baut dapat digunakan untuk membuat konstruksi sambungan tetap, sambungan bergerak, maupun sambungan sementara yang dapat dibongkar/dilepas kembali.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Kelebihan : 1) Lebih mudah dalam pemasangan/penyetelan konstruksi di lapangan. 2) Konstruksi sambungan dapat dibongkar-pasang. 3) Dapat dipakai untuk menyambung dengan jumlah tebal baja > 4d ( tidak seperti paku keling dibatasi maksimum 4d ). 4) Dengan menggunakan jenis Baut Pass maka dapat digunakan untuk konstruksi berat /jembatan.  Paku Keling Paku keling adalah suatu alat sambung konstruksi baja yang terbuat dari batang baja berpenampang bulat. Kelebihan : 1) Tidak ada perubahan struktur dari logam disambung. Oleh karena itu banyak dipakai pada pembebanan-pembebanan dinamis. Kekurangan : 1) Ada pekerjaan mula berupa pengeboran lubang paku kelingnya, dan kemungkinan terjadi karat di sekeliling lubang tadi selama paku keling dipasang. 2) Tebal baja yang disambung terbatas, maksimum 4d saja. Pada KJI ke-9 ini, alat sambung yang digunakan yaitu alat sambung baut, agar sesuai dengan asumsi rangka batang yang telah di paparkan sebelumnya, bahwa joint tidak menahan momen atau biasa kita sebut release momen. 2.2.3 Beban Pada saat proses design jembatan sebenarnya, perlu diperhatikan segala macam beban yang mungkin terjadi dan atau terdapat


dalam masa

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 layannya ( kemampuan service nya). Selain beban-beban tersebut, jembatan harus kuat terhadap beban alam yang terjadi, seperti : beban angin (wind load), beban gempa (earthquake load), beban hujan. RSNI T02-2005 mengatur ketentuan beban-beban yang harus diperhitungkan dalam perencanaan jembatan. Secara garis besar, RSNI T-02-2005 membagi beban tersebut dalam 3 jenis beban, yaitu: 

Beban Primer Beban yang merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan. Dibedakan menjadi :

1. Beban mati Adalah semua beban tetap yang berasal dari berat sendiri jembatan atau bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan yang dianggap merupakan satu kesatuan dengannya. 2. Beban hidup Adalah semua beban yang berasal dari berat kendaraan bergerak/lalu lintas dan atau pejalan kaki yang dianggap bekerja pada struktur (jembatan). 3. Beban mati primer Adalah berat sendiri dari pelat dan sistem lainnya yang dipikul langsung oleh masing-masing gelagar jembatan. 4. Beban mati sekunder Adalah Berat kerb, trotoar, tiang sandaran dan lain-lain yang dipasang setelah pelat di cor. Beban tersebut dianggap terbagi rata di seluruh gelagar. 5. Beban lalu lintas Adalah Seluruh beban hidup, arah vertikal dan horisontal, akibat aksi kendaraan pada jembatan termasuk hubungannya dengan pengaruh dinamis, tetapi tidak termasuk akibat tumbukan.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013  Beban Sekunder Beban yang merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan. Dibedakan menjadi : 1. Beban pelaksanaan Adalah beban sementara yang mungkin bekerja pada bangunan secara menyeluruh atau sebagian selama pelaksanaan.  Beban khusus Beban yang merupakan beban-beban khusus untuk perhitungan tegangan pada perencanaan jembatan. Dalam proses perencanaan suatu struktur (dalam kasus ini adalah jembatan), besar pembebanan harus dikalikan oleh suatu faktor beban yang nantinya akan digunakan pada aksi nominal untuk menhitung aksi rencana. Adanya faktor beban ini dikarenakan alasan sebagai berikut :  Adanya perbedaan yang tidak diinginkan pada beban  Ketidak-tepatan dalam memperkirakan pengaruh pembebanan  Adanya perbedaan ketepatan dimensi yang dicapai dalam pelaksanaan Analisis pembebanan perlu dilakukan dalam proses perencanaan suatu jembatan agar dapat diketahui manakah konfigurasi struktur yang paling efisien, manakah profil yang dibutuhkan untuk menahan gaya-gaya yang bekerja pada masa layannya tersebut, berapa lendutan yang terjadi akibat beban-beban tersebut pada saat masa layan (serviceability). Secara garis besar, pembebanan pada jembatan terdiri dari : 1. Beban Mati Dalam kasus kali ini, beban mati pada jembatan terdiri dari : 

Beban Berat Sendiri (beban struktur)



Beban pelat



Beban aspal

2. Beban Hidup


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Beban hidup yang bekerja pada jembatan adalah beban lalu lintas yang dibagi lagi menjadi beban Truk “T” dan beban Lajur “D”. Untuk perencanaan kemudian dipilih mana beban terbesar antara beban truk dan beban lajur. Umumnya beban lajur akan menjadi beban yang menentukan dalam perencanaan jembatan untuk kategori bentang sedang sampai panjang. Sedangkan beban truk akan menjadi beban yang menentukan dalam perencanaan jembatan bentang pendek dan lantai (pelat) kendaraan. 

Beban Truk “T” Beban truk merupakan beban yang dihasilkan oleh kendaraan berat tunggal dengan tiga gandar yang ditempatkan dalam kedudukan sembarang pada lajur lalu lintas rencana. Tiap gandar terdiri dari pembebanan yang dimaksud agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat. Hanya satu truk yang boleh ditempatkan per lajur lalu lintas rencana.

Gambar 2. 13 Tampak samping dan tampak depan Truk

Gambar 2. 14 Detail beban truk akibat roda-roda di bawahnya 

Beban Lajur “D”


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Menurut RSNI T-02-2005 beban lajur terdiri dari beban garis terpusat (BGT) dan beban terbagi rata (BTR) yang nantinya akan di define pada jembatan arah memanjang dan arah melintang. 2. Arah memanjang o Beban Garis Terpusat (BGT) Besar BGT adalah P KN/m dimana besarnya P adalah 49 KN/m yang harus ditempatkan tegak lurus terhadap arah lalu lintas jembatan dan di mana akan menghasilkan momen positif maksimum o Beban Terbagi Rata (BTR) Besar BTR adalah q Kpa dimana besarnya q tergantung dari panjang total “L” yang dibebani, sebagai berikut :  L ≤ 30 m,  L > 30 m, Dimana : q = intensitas beban terbagi rata dalam arah memanjang jembatan (Kpa) L = panjang total jembatan yang dibebani (meter)

Gambar 2. 15 Pola Pembebanan beban lajur "D" arah memanjang


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 2. Arah melintang Berdasarkan RSNI T-02-2005, beban lajur “D” harus disusun pada arah melintang sedemikian rupa sehingga menimbulkan momen maksimum. Penyusunan komponen-komponen BTR dan BGT dari beban “D” pada arah melintang harus sama. Penempatan beban ini dilakukan dengan ketentuan sebagai berikut : o Bila lebar jalur kendaraan jembatan kurang atau sama dengan 5,5 m, maka beban “D” harus ditempatkan pada seluruh jalur dengan intensitas 100%. o Apabila lebar jalur lebih besar dari 5,5 m , beban “D” harus ditempatkan pada jumlah lajur lalu lintas rencana (n1) yang berdekatan dengan intensitas 100%. Hasilnya adalah beban garis ekuivalen sebesar n1 x 2,75 q kN/m dan beban terpusat ekuivalen sebesar n1 x 2,75 p kN, kedua-duanya bekerja berupa strip pada jalur selebar n1 x 2,75 m. o Lajur lalu lintas rencana yang membentuk strip ini bisa ditempatkan dimana saja pada jalur jembatan. Beban “D” tambahan harus ditempatkan pada seluruh lebar sisa dari jalur dengan intensitas sebesar 50%. o Luas jalur yang ditempati median yang dimaksud harus dianggap bagian jalur dan dibebani dengan beban yang sesuai, kecuali apabila median tersebut terbuat dari penghalang lalu lintas yang tetap.



Gambar 2. 16 Penyebaran pembebanan pada arah melintang 

Beban Dinamik Faktor beban dinamik merupakan hasil interaksi antara kendaraan yang bergerak dengan jembatan. Besarnya FBD tergantung kepada frekuensi dasar dari suspensi kendaraan, biasanya antara 2 sampai 5 Hz untuk kendraan berat, dan frekuensi dari getaran lentur jembatan. Untuk perencanaan, FBD dinyatakan sebagai beban statis ekuivalen. o Beban Lajur “D” FBD merupakan fungsi dari panjang bentang ekuivalen. Untuk bentang tunggal panjang, bentang ekuivalen diambil sama dengan panjang bentang sebenarnya. Untuk bentang menerus panjang, bentang ekuivalen LE diberikan dengan rumus seperti tabel berikut :


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 2. 3 Nilai DLA untuk setiap bentang ekuivalen LE

o Beban Truk “T” Berdasarkan RSNI T-02-2005 Faktor Beban Dinamik (FBD) untuk pembebanan truk diambil sebesar 30% (0,3). 

Beban akibat Gaya Rem Bekerjanya gaya-gaya di arah memanjang jembatan, akibat gaya rem dan traksi harus ditinjau untuk kedua jurusan lalu lintas. Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan gaya rem sebesar 5% dari beban lajur D yang dianggap ada pada semua jalur lalu lintas, tanpa dikalikan dengan faktor beban dinamis dan dalam satu jurusan. Gaya rem tersebut dianggap bekerja secara horisontal dalam arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,8 m diatas permukaan lantai kendaraan. Beban lajur “D” disini jangan direduksi bila panjang bentang melebihi 30 m, digunakan rumus 1 :



Gaya Sentrifugal (khusus untuk jembatan yang ada tikungannya)



Beban pejalan kaki



Beban tumbuk pada peyangga jembatan

Beban-beban yang disebabkan oleh aksi lingkungan : 

Beban Penurunan



Beban Angin


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Gaya nominal ultimate dan daya layan jembatan akibat angin tergantung pada kecepatan angin rencana seperti berikut :

Dimana : Vw adalah kecepatan angin rencana (m/s) untuk keadaan batas yang ditinjau Cw adalah koefisien seret Ab adalah luas ekuivalen bagian samping jembatan (m2) Menurut RSNI T-02-2005, luas bagian samping jembatan adalah luas total bagian yang masif dalam arah tegak lurus sumbu memanjnag jembatan. Untuk jembatan rangka luas ekuivalen dianggap 30% dari luas yang dibatasi oleh batang-batang bagian terluar. Angin harus dianggap bekerja secara merata pada seluruh bangunan atas; Apbila suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis merata tambahan arah horisontal harus diterapkan pada permukaan lantai seperti rumus sebagai berikut :

Variasi nilai koefisien Cw dapat dilihat pada tabel berikut ini : Tabel 2. 4 Variasi Koefisien Cw

Variasi nilai Vw dapat dilihat pada tabel berikut ini :


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 2. 5 Variasi kecepatan angin rencana (Vw)



Gaya Aliran Sungai



Hanyutan



Tumbukan batang kayu



Gaya apung



Gaya akibat suhu



Gaya gempa Gaya gempa merupakan gaya percepatan yang terjadi pada suatu struktur. Sifat gaya gempa ini sama dengan prinsip hukum newton II yang menyatakan bahwa :

Dimana : M

= massa (Kg)

a

= percepatan (m/s2)

dari persamaan tersebut menyatakan bahwa semakin besar massa suatu struktur semakin besar gaya gempa yang diterima oleh struktur tersebut. Faktor beban ultimit : KEQ = 1.0 1. Metode Statik Ekivalen Beban gempa rencana dihitung dengan rumus :

dengan, TEQ = gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN). Kh = koefisien beban gempa horisontal . I

= faktor kepentingan.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Wt = berat total jembatan yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan. = PMS + PMA kN C

= koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan

kondisi tanah. S

= faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyera-

pan energy gempa (daktilitas) dari struktur jembatan. Waktu getar struktur dihitung dengan rumus :

WTP = berat sendiri struktur dan beban mati tambahan (kN) g

= percepatan grafitasi (= 9.81 m/det2)

KP = kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yang diperlukan untuk menimbulkan satu satuan lendutan (kN/m). Waktu getar alami / foundamental struktur jembatan dihitung dengan software SAP2000 untuk pemodelan struktur 3-D (space frame) yang memberikan respons berbagai ragam (mode) getaran yang menunjukkan

perilaku

dan

fleksibilitas

sistem struktur.

Hasil

ana-

lisis menunjukkan bahwa struktur jembatan mempunyai waktu getar struktur yang berbeda pada arah memanjang dan melintang, sehingga beban gempa rencana statik ekivalen yang berbeda harus dihitung untuk masing-masing arah. Dalam analisis struktur terhadap beban gempa, massa bangunan sangat menentukan besarnya gaya inersia akibat gempa. Dalam analisis modal (modal analysis) untuk penentuan waktu getar alami / fundamental struktur, mode shape dan analisis dinamik dengan Spectrum Respons maupun Time History, maka massa tambahan yang di-input pada SAP2000 meliputi massa akibat beban mati yang bukan merupakan elemen struktur (MS) dan beban mati tambahan (MA). Dalam hal ini massa akibat berat sendiri elemen struktur (kolom, balok, dan plat)


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 sudah dihitung secara otomatis karena factor pengali berat sendiri (self weight multiplier) pada Static Load Case untuk berat sendiri (DEAD) adalah = 1.

Gambar 2. 17 Wilayah Gempa di Indonesia 2. Metode Analisis Response Spectrum Besar beban gempa ditentukan oleh percepatan gempa rencana dan massa total struktur. Massa total struktur terdiri dari berat sendiri elemen struktur (DEAD), berat sendiri elemen non-struktur (MS) dan beban mati tambahan (MA). Percepatan gempa diambil dari data zone 3 Peta Wilayah Gempa Indonesia menurut Peraturan Perencanaan Teknis Jembatan, 1992 (BMS-1992). Nilai spectrum respons tersebut harus dikalikan dengan suatu factor skala (scale factor) yang besarnya = g = percepatan grafitasi (g = 981 cm/det2). Dengan nilai scale factor yang digunakan adalah 9,81. Analisis dinamik dilakukan dengan metode superposisi spectrum response dengan mengambil response maksimum dari arah gempa melintang jembatan (arah Y) maupun arah memanjang jembatan (arah X). Nilai

redaman

untuk

struktur

beton

diambil,Damping =

0,05. Digunakan number eigen NE = 12 dengan mass partisipation fac-


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 tor ³ 90 % dengan kombinasi dinamis (modal combination) CQC dan directional combination SRSS.

Gambar 2. 18 Respon Spektrum Gempa Untuk Indonesia Wilayah 3 3. Metode Analisis Dinamik Time History Analisis dinamik linier riwayat waktu (time history) sangat cocok digunakan untuk analisis struktur yang tidak beraturan terhadap pengaruh gempa rencana. Mengingat gerakan tanah akibat gempa di suatu lokasi sulit diperkirakan dengan tepat, maka sebagai input gempa dapat didekati dengan gerakan tanah yang disimulasikan. Dalam analisis ini digunakan hasil rekaman akselerogram gempa sebagai input data percepatan gerakan tanah akibat gempa. Rekaman gerakan tanah akibat gempa diambil dari akselerogram gempa El-Centro N-S yang pernah direkam. Dalam analisis ini redaman struktur yang harus diperhitungkan dapat dianggap 5% dari redaman kritisnya. Faktor skala yang digunakan:

dengan g = percepatan grafitasi (g = 981 cm/det2)


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 2.2.4 Peraturan Yang Digunakan Standar rujukan yang dipakai untuk pendesainan jembatan sebenarnya adalah AISC-LRFD 1999. Sedangkan untuk aturan pembebanan yang dipakai sesuai dengan RSNI T-02-2005 tentang pembebanan untuk jembatan. 2.2.5 Metodologi Perancangan a) Menentukan konffigurasi jembatan dengan mempertimbangkan besar lendutan dan berat struktur yang paling optimum. Dari seluruh konfigurasi yang ada, maka dipilihlah konfigurasi tipe “Pratt” pada jembatan model ini. b) Memodelkan jembatan model dengan tipe “Pratt” sesuai dengan ketentuan KJI 2013. c) Material yang digunakan dalam pemodelan jembatan model adalah material baja jenis BJ-37 dengan spesifikasi fy= 240 MPa dan fu=370 MPa d) Memodelkan sistem struktur yang berlaku pada jembatan, yaitu menentukan sambungan pada setiap joint di-release momen (sendi) karena jembatan yang akan dirancang adalah jembatan rangka batang. Perletakan dari struktur jembatan adalah perletakan sederhana di atas 2 tumpuan sendi-rol. e) Mendefinisikan jenis-jenis beban yang terjadi pada struktur jembatan. f) Mendefinisikan kombinasi-kombinasi beban berdasarkan peraturan SNI 2847-2002 g) Memasukkan besar beban yang diterima jembatan sesuai dengan jenis beban yang telah didefinisikan. h) Pembebanan yang dipakai pada desain jembatan yang sebenarnya adalah beban struktur dan beban beban lainnya yang mengacu pada aturan RSNI T-02-2005. Karena kita merancang jembatan type pratt, maka semua beban-beban hanya bekerja dijoint. Jadi semua bebanbeban di ubah menjadi beban terpusat pada joint.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 i) Pendesainan profil yang akan dipakai sesuai dengan peraturan AISCLRFD 1999. j) Dengan menggunakan SAP 2000 untuk melakukan analisis sistem struktur. Kemudian memunculkan gaya dalam

tiap batang.

Menentukan luas minimum yang diperlukan untuk memikul gaya dalam maksimum yang menjadi dasar dalam penentuan dimensi profil yang akan digunakan. k) Konfigurasi terpilih yaitu konfigurasi paling optimum, yaitu yang menghasilkan lendutan terkecil dengan berat struktur seringanringannya. l) Setelah dipilih, maka didapatlah konfigurasi yang akan kita modelkan semirip mungkin dengan keadaan aslinya masih menggunakan software SAP2000. Berbeda dengan pemodelan sebelumnya, kali ini struktur akan dimodelkan dalam bentuk 3D. m) Jembatan akan dianalisa terhadap pembebanan yang sebenarnya. Pembebanan yang dipakai mengikuti ketentuan pembebanan SNI, yaitu beban “T” atau beban “D” sebagai beban hidupnya dan beban gempa. n) Setelah beban-beban di assign maka batang-batang tersebut akan memberikan reaksi akibat aksi berupa gaya dalam. Gaya dalam yaitu gaya akibat beban luar yang di pikul suatu benda, dalam hal ini batang. Diambil suatu nilai gaya dalam maksimum sebagai acuan awal dalam menentukan profil yang akan di pakai. o) Berdasarkan luas minimum yang diperlukan untuk melayani gaya dalam maksimum profil dari elemem-elemen tersebut dapat ditentukan. p) Setelah penentuan profil, cek berat struktur dan lendutan arah vertikal, cek masih masuk dalam lendutan ijin atau tidak. q) Profil yang telah memenuhi syarat kapasitas rencana dan lendutan ijin dioptimasi

seefisien

mungkin.

Optimasi

akan

menghasilkan

penghematan bahan dan juga pengurangan berat struktur.



Sistem Struktur Sistem struktur yang digunakkan yaitu jembatan tipe through truss dengan konfigurasi struktur tipe pratt. Hubungan atau joint antar batang merupakan sambungan release moment sehingga di tiap batang hanya akan menghasilkan gaya dalam aksial dan tidak ada gaya dalam momen karena pada struktur rangka batang, joint diasumsikan seperti sendi sehingga tidak mampu menahan momen. Perletakan pada jembatan menggunakan perletakan sederhana yaitu perletakan sendi-rol. Profil yang dipilih merupakan profil hasil optimasi berdasarkan gaya dalam tiap batang. Berikut merupakan gambar dari struktur jembatan yang dimaksud :

Gambar 2. 19 Tampak samping jembatan

Gambar 2. 20 Tampak atas jembatan



Modelisasi Struktur Untuk memudahkan proses analisis struktur, diperlukan modelisasi struktur jembatan tersebut. Semakin baik dan detail modelisasi yang dilakukan maka akan membuat hasil analisis menjadi lebih baik dan merepresentasikan keadaan yang sebenarnya. Dalam kasus ini, proses modelisasi dapat menggunakan software SAP 2000 V.14 dan akan menggunakan analisis 3D sehingga akan lebih mendekati keadaan sebenarnya. Berikut adalah tahapan-tahapan dalam modelisasi struktur tersebut : 1. Menggambar konfigurasi jembatan secara 3D dengan menggunakan software SAP 2000 V.14 2. Define jenis dan spesifikasi material yang digunakan pada struktur jembatan tersebut. Dalam kasus kali ini menggunakan material baja dengan mutu BJ37

Gambar 2. 21 Spesifikasi dan Jenis Material


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 3. Define Pelat dan material yang digunakan untuk pelat tersebut. Dalam kasus ini pelat terbuat dari material beton dengan tebal 20 cm dan Fc‟ = 40 (asumsi)

Gambar 2. 22 Jenis Material dan Spesifikasi Pelat 4. Define jenis-jenis beban yang terjadi pada struktur jembatan tersebut

Gambar 2. 23 Beban-beban yang bekerja pada jembatan


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 5. Merelease momen tiap joint agar mendapatkan kondisi rangka batang dimana joint berupa sendi.

Gambar 2. 24 Release momen di tiap joint 6. Define perletakan pada struktur jembatan. Dalam kasus ini adalah perletakan sendi-rol

Gambar 2. 25 Perletakan Sendi



Gambar 2. 26 Perletakan Rol 7. Memasukkan besar beban yang diterima jembatan sesuai dengan jenis bebannya. Dalam kasus ini beban bekerja pada pelat.

Gambar 2. 27 Assign Area Load 8. Define beban gempa dengan mendefine terlebih dahulu respon spektral rencana dengan mengasumsikan gempa terjadi di Bandung dengan kondisi tanah sedang



Gambar 2. 28 Define Fungsi dari respon spektral rencana gempa 9. Define beban gempa arah X

Gambar 2. 29 Define Gempa arah X 10. Define beban gempa arah Y



Gambar 2. 30 Define Gempa arah Y 11. Define beban yang bekerja pada joint, dalam kasus ini beban yang bekerja pada joint hanya beban angin

Gambar 2. 31 Define beban angin 12. Membuat kombinasi-kombinasi beban sesuai persyaratan, termasuk kombinasi envelope dari kombinasi beban tersebut.



Gambar 2. 32 Kombinasi-kombinasi beban

Gambar 2. 33 Beban Envelope 13. Melakukan perintah run pada software SAP 2000 v.14 tersebut



Gambar 2. 34 Run Program 14. Menampilkan gaya dalam pada struktur akibat kombinasi beban yang bekerja, dalam kasus ini akan ditampilkan gaya dalam akibat beban envelope.

Gambar 2. 35 Gaya Dalam Struktur Akibat beban envelope

Gambar 2. 36 Gaya dalam pada struktur 3D jembatan


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 15. Define profil yang akan digunakan yang efisien untuk menahan gaya dalam yang terjadi akibat beban envelope tersebut.

Gambar 2. 37 Define Profil pada Struktur Jembatan 2.5

Analisis Struktur Analisis struktur merupakan suatu tahapan yang perlu dilakukan oleh seorang civil engineer dalam proses pembangunan suatu struktur (gedung, jembatan, waduk, dll). Dalam analisis struktur dilakukan analisis apakah gaya dalam yang timbul akibat beban-beban yang bekerja pada suatu struktur mampu ditahan oleh kekuatan nominal material struktur, selain itu juga dilakukan analisis apakah defleksi yang terjadi pada suatu struktur akibat beban-beban yang bekerja masih memenuhi persyaratan ijin di masa layan suatu struktur (dalam kasus defleksi, defleksi suatu struktur di pengaruhi oleh kekakuan suatu material struktur) 2.5.1

Pembebanan Struktur Dalam proses design suatu jembatan, diperlukan analisis terhadap bebanbeban

yang

mungkin

bekerja

pada

suatu

jembatan

agar

merepresentasikan keadaan yang sebenarnya. Dalam kasus kali ini, pembebanan jembatan menggunakan peraturan RSNI T-02-2005 yang mengatur mengenai pembebanan untuk jembatan. Berdasarkan peraturan tsb, beban-beban yang bekerja pada jembatan adalah :


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 a. Beban Permanent, terdiri dari : 

Berat Sendiri, adalah beban yang berasal dari berat sendiri dari struktur jembatan. Dalam kasus ini, beban berat sendiri sudah dihitung secara otomatis dalam software SAP 2000 tersebut.



Beban Pelat, adalah beban yang berasal dari berat sendiri pelat. Dalam kasus ini, diasumsikan tebal pelat adalah 200 mm dan sudah diperhitungkan secara otomatis dalam software SAP 2000 tersebut.



Beban Trotoar, adalah beban yang berasal dari berat sendiri trotoar. Dalam kasus ini, diasumsikan lebar trotoar adalah 50 cm dengan tebal trotoar adalah 40 cm. Berikut adalah contoh perhitungannya : Diketahui :



Lebar trotoar

: 50 cm

Tebal trotoar

: 40 cm

L jembatan

: 60 m

Berat jenis beton

: 25 KN/m3

Luas Sectional

: 0,2 m2 (berdasarkan autocad)

Beban Trotoar

:

Luas Perm trotoar

:

Beban/Luas

:

Beban Aspal, adalah beban yang berasal dari berat sendiri aspal. Dalam kasus ini tebal pelat diasumsikan 50 mm. Tabel perhitungan beban aspal dapat dilihat sebagai berikut :


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 2. 6 Perhitungan Beban Aspal tebal aspal

0,05

m

berat jenis

22

KN/m3

Luas sectional

0,45

m2

L jembatan

60

m

beban aspal

594

KN

Luas perm aspal

480

m2

Beban/Luas

1,2375

KN/m2

Keterangan :

Gambar 2. 38 Irisan Penampang Jalan b. Beban Lalu lintas, terdiri dari : 

Beban “D”

Gambar 2. 39 Beban Lajur "D" Diberikan pada seluruh pelat lantai jembatan yang akan dilewati kendaraan, sehingga beban lajur “D” tergantung dari lebar jalur kendaraan. Menurut RSNI T-02-2005, Beban lajur “D” menjadi


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 penentu dalam perhitungan jembatan yang mempunyai bentang sedang sampai panjang. Beban “D” sendiri terbagi menjadi : o Beban Terbagi Rata (BTR) BTR mempunyai intensitas sebesar q Kpa, yang tergantung berdasarkan panjang dari jembatan. Berikut adalah contoh perhitungan BTR dalam jembatan tersebut : L jembatan

: 60 m

q (100%)

:

q (50%)

:

Jumlah Lajur

: 2 Buah (Asumsi)

Lebar trotoar total

:1m

Lebar intensitas 100% : Lebar

intensitas

: Faktor Beban Dinamik : q (100%) akibat FBD

:

q (50%) akibat FBD

:


50

%


Gambar 2. 40 Pola Penyebaran pembebanan BTR pada arah melintang

Gambar 2. 41 Faktor Beban Dinamik o Beban Garis Terpusat (BGT) BGT memiliki intensitas sebesar p KPa yang ditempatkan tegak lurus terhadap arah lalu lintas jembatan. Untuk analisis perhitungan, umumnya beban BGT di letakkan di tengah bentang dimana akan memberikan gaya dalam maksimum. Besarnya intensitas p adalah 49 KN/m. Berikut adalah contoh perhitungan beban BGT : Beban BGT

: 49 KN/m

Faktor Beban Dinamik : Beban akibat FBD

:



Beban Rem Gaya rem bekerja sebagai gaya di arah memanjang jembatan (arah horisontal) dan harus ditinjau untuk kedua jurusan lalu lintas. Berdasarkan RSNI T-02-2005, pengaruh gaya rem diperhitungkan sebesar 5% dari beban lajur “D” tanpa dikalikan dengan faktor beban dinamik dan dalam satu jurusan. Beban lajur “D” disini jangan direduksi apabila panjang bentang melebihi 30 m, digunakan rumus q = 9 Kpa Berikut adalah contoh perhitungannya :



L jembatan

: 60 m

q

: 9 Kpa

Beban Rem

:

Beban Pejalan Kaki Berdasarkan RSNI T-02-2005, besarnya beban pejalan kaki adalah 5 KPa. Dalam kasus ini, jembatan mempunyai 2 trotoar di kiri dan kanan jembatan, sehingga pada bagian samping kanan dan kiri akan bekerja gaya sebesar 5 Kpa.

c. Beban Lingkungan 

Beban Gempa Gempa merupakan suatu fenomena alam yang terjadi akibat adanya pergerakan tanah yang mengakibatkan tanah bergerak dan menimbulkan percepatan. Pada umumnya gaya gempa hanya memberikan percepatan pada suatu struktur dalam perode tertentu, sehingga gaya gempa ditentukan oleh massa dari suatu struktur diatas tanah bergerak tersebut. Semakin besar massa


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 suatu strutkur, semakin besar pula gaya gempa yang dialami atau dirasakan struktur tersebut. Secara umum, ada banyak metode untuk menentukan perencanaan struktur terhadap gaya gempa yang terjadi. Namun dalam kasus ini, digunakan respon spektral rencana dan perhitungan akan dilakukan secara otomatis di software SAP 2000 v.14 dengan memasukkan fungsi respon spektra rencana tersebut.

Gambar 2. 42 Respon Spektra Gempa Rencana Berikut adalah tahapan menentukan fungsi respon spektra rencana gempa tersebut : 1. Menentukan lokasi jembatan tersebut akan dibangun dan mengklasifikasikan apakah jembatan tersebut merupakan jembatan penting atau tidak. Dalam kasus ini, jembatan akan dibangun di kota Bandung dengan asumsi kondisi tanah sedang. Selain itu, jembatan merupakan jembatan penting karena juga akan digunakan untuk arus lalu lintas, sehingga berdasarkan SNI 03-283320XX, jembatan mempunyai peridoe ulang gempa rencana 1000 tahun (7 % - 75 tahun).


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 2. 7 Klasifikasi Jembatan berdasarkan Kepentingannya

2. Menentukan nilai As (saat T = 0 detik) As adalah nilai percepatan puncak di permukaan tanah berdasarkan klasifikasi situs. Nilai As didapat dari formula :

Dimana nilai FPGA dan PGA didapat dari tabel. Berikut adalah tabel perhitungan penentuan As : Tabel 2. 8 Perhitungan Nilai As PGA bandung

0,3 g - 0,4 g

(peta)

misal ambil nilai

0,35

g

jenis tanah

sedang

(asumsi)

F PGA Bandung

1,15

As

0,4025


g


Gambar 2. 43 Peta Percepatan puncak di batuan dasar (PGA) untuk probabilitas terlampaui 7 % dalam 75 tahun Tabel 2. 9 Nilai Percepatan Puncak di Permukaan Tanah

3. Menentukan nilai respon spektra di permukaan tanah Secara umum, nilai respon spektra di permukaan tanah ditentukan dari dua nilai percepatan puncak yang mengacu pada peta gempa indonesia 2010 (Ss dan S1), serta nilainilai faktor amplifikasi Fa dan Fv. Berikut adalah contoh perumusan respon spektra tersebut: Respon Spektra periode 0,2 detik Berdasarkan peta respon spektra T=0,2 detik, dengan probabilitas terlampaui 7%-75 tahun, diperoleh data sebagai berikut :


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 2. 10 Penentuan nilai SDS Ss

di

wilayah

bandung

0,6 g - 0,7 g

(peta)

misal ambil nilai

0,65

g

Jenis tanah

sedang

asumsi

Fa wilayah bandung

1,28

(interpolasi)

SDS

0,832

g

Dimana nilai SDS didapat dari formula :

Gambar 2. 44 Peta Respon Spektra percepatan 0,2 detik di batuan dasar untuk probabilitas terlampaui 7% dalam 75 tahun Respon Spektra periode 1 detik Berdasarkan peta respon spektra T=1 detik, dengan probabilitas terlampaui 7%-75 tahun, diperoleh data sebagai berikut : Tabel 2. 11 Penentuan Nilai SD1 S1 di wilayah bandung

0,3 g-0,4 g

(peta)

misal ambil nilai

0,35

g

jenis tanah

sedang

asumsi

Fv wilayah bandung

1,7

(interpolasi)


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 SD1

0,595

g

Dimana nilai SD1 didapat dari formula :

Gambar 2. 45 Peta Respon Spektra Percepatan 1 detik di batuan dasar untuk probabilitas terlampaui 7% dlm 75 tahun Tabel 2. 12 Faktor amplifikasi untuk periode 1 detik (Fv)

Dari langkah-langkah perhitungan diatas didapat data sebagai berikut : Tabel 2. 13 Kesimpulan data Respon Spektra Gempa Rencana Bandung As

0,4025

g

SDS

0,832

g

SD1

0,595

g

Ts

0,715144231 detik

T0

0,143028846 detik


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Lokasi

Bandung

Jenis Tanah

Sedang

4. Menggambarkan fungsi dari respon spektra gempa rencana tersebut. Berdasarkan perhitungan sesuai gambar respon spektra diatas, didapat data sebagai berikut : Tabel 2. 14 Fungsi Respon Spektra Gempa Rencana

Periode (T)

Respon Spektra Percepatan (g)

0

0,4025

0,143028846

0,832

0,2

0,832

0,715144231

0,832

0,8

0,74375

0,85

0,7

0,9

0,661111111

0,95

0,626315789

1

0,595

1,05

0,566666667

1,1

0,540909091

1,15

0,517391304

1,2

0,495833333

1,25

0,476

1,3

0,457692308

1,35

0,440740741

1,4

0,425

1,45

0,410344828

1,5

0,396666667

2

0,2975


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 2,5

0,238

3

0,198333333

3,5

0,17

4

0,14875

4,5

0,132222222

5

0,119

Berikut adalah grafik dari fungsi respon spektra gempa rencana tersebut :

Gambar 2. 46 Respon Spektra Rencana 

Beban Angin Beban angin merupakan aksi lingkungan yang bekerja pada struktur. Beban angin tidak bisa dihiraukan, terutama pada jembatan bentang panjang. Angin memberikan gaya horizontal yang tegak lurus bidang samping jembatan. Besarnya gaya angin yang bekerja dipengaruhi oleh luas bidang samping jembatan. Dalam perencanaan Beban Angin, peraturan yang digunakan adalah RSNI T-02-2005. Gaya nominal ultimate dan daya layan jembatan akibat angin tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut: TEW = 0,0006 Cw (Vw)2Ab [ kN ]


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Dimana : VW adalah kecepatan angin rencana (m/s) untuk keadaan batas yang ditinjau. CW adalah koefisien seret. Ab adalah luas equivalen bagian samping jembatan (m2) Luas ekuivalen bagian samping jembatan adalah luas total bagian yang masif dalam arah tegak lurus sumbu memanjang jembatan. Untuk jembatan rangka luas ekivalen ini dianggap 30 % dari luas yang dibatasi oleh batang-batang bagian terluar. Berikut adalah tabel perhitungan beban angin pada jembatan tersebut : Tabel 2. 15 Perhitungan Beban Angin b/d

1,5

Cw

1,8

(interpolasi)

Vw

30

m/s

286,6204

m2

Ab

85,98612

m2

TEW

83,57850864 KN

Jumlah joint

20

beban per joint

4,178925432 KN

A total tampak samping jembatan


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 2. 16 Variasi Nilai Koefisien Seret

Tabel 2. 17 Variasi Nilai Kecepatan Angin Rencana

2.5.2

Kombinasi Pembebanan Berdasarkan SNI 2847-2002, terdapat beberapa kombinasi pembebanan yang harus dilakukan dalam melakukan analisa struktur ,yaitu :  Kombinasi Pembebanan Gravitasi: 1,2 DL 1.2 DL + 1.6 LL  Kombinasi Pembebanan Gempa: Untuk mensimulasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur gedung, pengaruh pembebanan gempa dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah tegak lurus pada arah utama pembebanan tetapi dengan efektifitas hanya 30%. 1.2 DL + 1.0 LL + 1.0 EX + 0.3 EY 1.2 DL + 1.0 LL + 1.0 EX - 0.3 EY


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 1.2 DL + 1.0 LL - 1.0 EX + 0.3 EY 1.2 DL + 1.0 LL - 1.0 EX - 0.3 EY 1.2 DL + 1.0 LL + 0.3 EX +1.0 EY 1.2 DL + 1.0 LL + 0.3 EX -1.0 EY 1.2 DL + 1.0 LL - 0.3 EX +1.0 EY 1.2 DL + 1.0 LL - 0.3 EX -1.0 EY 0.9 DL + 1.0 EX + 0.3 EY 0.9 DL + 1.0 EX - 0.3 EY 0.9 DL - 1.0 EX + 0.3 EY 0.9 DL - 1.0 EX - 0.3 EY 0.9 DL + 0.3 EX +1.0 EY 0.9 DL + 0.3 EX -1.0 EY 0.9 DL - 0.3 EX +1.0 EY 0.9 DL - 0.3 EX -1.0 EY  Kombinasi Pembebanan Angin 1.2DL+1.6LL+0.8W1 1.2DL+1.6LL-0.8W1 1.2DL+1.6LL+0.8W2 1.2DL+1.6LL-0.8W2 0.9DL+1.6W1 0.9DL-1.6W1 0.9DL+1.6W2 0.9DL-1.6W2 1.2DL+LL+1.6W1 1.2DL+LL-1.6W1 1.2DL+LL+1.6W2 1.2DL+LL-1.6W2 Kombinasi

beban

diatas

dapat

dicari

nilai

envelope

(maksimum/minimumnya) dengan cara mengubah Load Combination Type menjadi Envelope, kemudian memasukkan semua kombinasi diatas dalam kombinasi yang baru tersebut.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 2.5.3

Analisis Gaya Dalam Pembebanan yang dilakukan pada struktur akan membuat struktur memberikan respon berupa gaya dalam. Dalam jembatan rangka batang, respon yang dominan terjadi adalah berupa gaya dalam aksial karena pada rangka batang, beban didistribusikan ke joint yang membuat beban hanya di tahan oleh joint sehingga tidak akan menimbulkan gaya dalam momen. Besarnya gaya dalam yang terjadi bergantung pada kombinasi beban yang dilakukan. Pada analisis gaya dalam ini, kombinasi beban yang digunakan adalah kombinasi envelope, dimana kombinasi envelope ini merupakan gabungan kombinasi-kombinasi beban yang menghasilkan gaya dalam paling maksimum/minimum. Berikut ini adalah gaya dalam struktur yang terjadi akibat kombinasi envelope.

Gambar 2. 47 Gaya dalam akibat kombinasi beban envelope

Gambar 2. 48 Gaya Dalam Akibat kombinasi beban envelope pada struktur 3D


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Berikut adalah komponen-komponen penyusun jembatan tersebut :

Gambar 2. 49 Komponen Jembatan Tampak Samping

Gambar 2. 50 Komponen Jembatan Tampak Bawah Berdasarkan analisis dengan menggunakan software SAP 2000 v.14, didapat nilai gaya dalam masing-masing batang pada setiap segmen adalah : Tabel 2. 18 Gaya Dalam yang terjadi akibat kombinasi beban envelope Gaya Segmen ke-

Jenis Komponen

Dalam Aksial (KN)

1

Batang diagonal ujung

-4322,665


Gaya Dalam Momen (KN-m) 8,2595

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 bottom chord

644,46

1,0928

Batang Vertikal

349,211

0

Cross Girder

-564,237

339,8023

Bracing

8,412

0,7654

Top Chord

-5494,557

10,0722

Bottom Chord

2

4

5

-42,543

1,3273

Diagonal

3281,113

7,0162

Batang Vertikal

-1639,883

0

Cross Girder

3

9,284

124,333 -173,737

324,0593

Bracing

-19,705

4,9434

Top Chord

-7118,77

20,0507

Bottom Chord

350,062

2,3969

Diagonal

1977,844

7,676

Batang Vertikal

-534,269

0

Cross Girder

-443,378

858,185

Bracing

8,614

0,9268

Top Chord

-8699,332

35,1741

Bottom Chord

306,115

3,5126

Diagonal

538,912

11,1157

Batang Vertikal

-451,914

0

Cross Girder

-506,464

849,2777

Bracing

9,369

1,065

Top Chord

-9550,689

51,6027

bottom chord

456,235

3,5126

Diagonal

1068,89

7,1875

Batang Vertikal

-62,473

0

Cross Girder 1

-796,527

1099,9353

Bracing

16,616

1,065

Cross Girder 2

-1339,38

2483,6572


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Keterangan : tanda (-) menunjukkan gaya aksial tekan, tanda (+) menunjukkan gaya aksial tarik 2.5.4

Analisis Lendutan Dalam perencanaan suatu struktur, dalam kasus ini adalah jembatan, selain harus kuat menahan semua beban yang terjadi, struktur harus mampu memberikan serviceability yang baik dalam masa layan suatu struktur tersebut. Kemampuan struktur untuk memberikan serviceability yang baik dinilai dari parameter defleksi yang terjadi pad struktur akibat beban yang bekerja. Berdasarkan SNI jembatan, defleksi maksimal yang boleh terjadi pada suatu jembatan akibat beban Live Load adalah :

Dimana : δ : defleksi jembatan (mm) L : panjang jembatan (mm) Dalam kasus ini, panjang jembatan (L) adalah 60 m, sehingga defleksi maksimal yang diijinkan akibat Live Load berdasarkan SNI adalah :

Berdasarkan analisis menggunakan software SAP 2000 v.14, akibat gaya live load (BTR, BGT, Pejalan Kaki, Beban Rem) menghasilkan defleksi sebesar 58,9 mm. Oleh karena defleksi yang terjadi (58,9 mm) lebih kecil daripada defleksi ijin (60 mm), maka struktur jembatan tersebut mampu memberikan serviceability yang baik. Untuk tambahan, defleksi pada suatu struktur dapat di perkecil dengan memperbesar penampang profil dari suatu jembatan karena besar defleksi untuk jembatan rangka batang dipengaruhi oleh faktor kekakuan penampang profil penyusun struktur jembatan (Modulus elastisitas [E] dan Luas Penampang [A]). Berikut


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 adalah formula dasar dengan metode “unit load “ untuk menentukan besar defleksi pada struktur rangka batang :

Dimana : N : Besar Gaya dalam akibat beban yang bekerja n : Besar gaya dalam akibat beban maya yang bekerja L : Panjang Jembatan A : Luas Penampang Profil E : Modulus Elastisitas Profil 2.6

Desain Komponen Konsep dari pendesainan komponen struktur adalah besar kapasitas terfaktor lebih dari sama dengan beban rencana.

Dalam struktur jembatan rangka batang, terdapat 2 komponen penting yang harus diperhatikan, yaitu : Profil dan Sambungan. Berikut adalah proses desain yang dilakukan : 2.6.1 Desain Profil Dalam perencanaan profil suatu struktur (jembatan), perlu dilakukan pengecekan dan perhitungan apakah kekuatan bahan, mampu menahan gaya-gaya dalam yang terjadi pada struktur akibat beban-beban yang terjadi. Oleh karena itulah diperlukan perhitungan kapasitas tarik, tekan, dan lentur masing-masing profil penyusun struktur. 2.6.1.1 Tahanan Tarik


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Dalam perencanaan tahanan tarik material baja, kekuatan nominal selalu bergantung pada 5 kondisi batas, yaitu : o Leleh pada luasan kotor penampang untuk penampang utuh (kegagalan leleh tanpa fraktur) ФTn

, dimana Ф = 0,9

o Fraktur pada penampang bersih, tergantung pada jumlah baut dan ukuran baut ФTn

,

dimana

:

,

, Ф = 0,75 o Keruntuhan akibat blok geser Geser leleh – tarik fraktur ( Fu Ant ≥ 0,6 Fu Anv) ФTn Geser fraktur – tarik leleh ( Fu Ant < 0,6 Fu Anv) ФTn Dimana : Agv = luas kotor akibat geser Anv = luas bersih akibat geser Agt = luas kotor akibat tarik Ant= luas bersih akibat tarik Ф

= 0,75

o Kegagalan pada sambungan Setiap struktur baja merupakan gabungan dari beberapa komponen batang yang disatukan dengan alat pengencang. Alat pengencang inilah yang kita sebut dengan sambungan.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Di dalam struktur baja, Sambungan dibedakan menjadi sambungan baut dan sambungan las. Pada batang tarik mode kegagalan bisa juga terjadi pada sambungan karena sambungan tidak cukup kuat menahan gaya yang bekerja. Secara umum, sambungan pada baut terdiri dari : Sambungan baut Tahanan nominal baut : Ru ≤ Ф Rn , Ф = 0,75 

Tahanan geser baut Rn Dimana : r1 = 0,5 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser r1 = 0,4 untuk baut dengan ulir pada bidang geser Fu = kuat tarik baut Ab = luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir m = jumlah bidang geser



Tahanan tarik baut Rn



Tahanan tumpu baut Rn Dimana : d = diameter baut pada daerah tak berulir t = tebal pelat


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Fu p= kuat tarik putus terendah dari baut atau pelat Sambungan Las Tahanan nominal las: Ru ≤ Ф Rnw 

Las Tumpul bila sambungan dibebani gaya tarik/tekan terhadap luas efektif, maka : Ф Rnw = 0,9 t Fy (bahan dasar) Ф Rnw = 0,9 t Fyw (bahan las) Bila sambungan dibebani gaya geser terhadap luas efektif, maka : Ф Rnw = 0,9 t (0,6 Fy) (bahan dasar) Ф Rnw = 0,8 t (0,6 Fuw) (bahan las)



Las Sudut Kuat rencana per satuan panjang las sudut ditentukan sebagai berikut : Ф Rnw = 0,75 t (0,6 Fu) (bahan dasar) Ф Rnw = 0,75 t (0,6 Fuw) (bahan las)

o Kegagalan pada pelat buhul akibat gaya tarik Dalam kasus kegagalan ini perlu dilakukan perencanaan pelat agar gagal tidak terjadi pada pelat, melainkan pada profil. 2.6.1.2 Tahanan Tekan Secara teori, kekuatan tarik dan tekan suatu profil baja adalah sama. Namun hal ini sering tidak tercapai dikarenakan baja mengalami suatu kondisi yang dinamakan tekuk. Pada baja terjadi


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 2 tekuk yaitu: Tekuk Global dan Lokal. Kemampuan tekuk suatu profil dipengaruhi oleh inersia sumbu, kekompakan, dan panjang elemen profil tersebut. Secara umum , tahanan aksial tekan suatu profil baja dapat diformulasikan sebagi berikut :

Dimana, Td: Tahanan tekan desain Ag : Luas section profil Fy : Tegangan leleh profil ω : Kondisi Batas Ф : 0,85 Nilai ω tergantung dari fungsi kelangsingan profil (λ) yang di tentukan berdasarkan panjang tekuk profil. Berikut adalah pembagian nilai λ berdasarkan panjang profil : 4.6.1

Panjang ( λc ≥1,2, akan mengalami tekuk elastik)

4.6.2

Menengah (0,25< λc<1,2, akan mengalami tekuk

inelastik) 4.6.3

Pendek (λc<0,25 , akan mengalami tekuk leleh)



Gambar 2. 51 Pembagian Profil berdasarkan parameter kelangsingan λc

Gambar 2. 52 Faktor Panjang Tekuk berdasarkan tahanan ujungnya 2.6.1.3 Tahanan Lentur Dalam perhitungan tahanan lentur profil harus memenuhi persyaratan :

Dimana :


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Mu

: Momen Ultimate Yang terjadi akibat beban luar

Mn

: Kapasitas momen penampang

Ф

: 0,9

Berdasarkan kondisi kekompakan penampang tahanan lentur dibagi menjadi :  Penampang Kompak (λ < λp)

Dimana : Mp

: Momen Plastis Penampang

Zx

: Modulus Plastis Penampang

Fy

: Tegangan leleh penempang

 Penampang tak Kompak Saat λ=λr,

Saat λp < λ < λr,

 Penampang langsing Pada penampang langsing, rasio kelangsingan (lebar/tebal), λ melampaui batas λr, kekuatan nominal dinyatakan sebagai


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Bila λ sama dengan λr, dengan serat terluar berada pada tegangan leleh maka kekuatan momen nominal yang tersedia,

dengan Mr merupakan momen sisa yang menyebabkan tegangan serat terluarnya meningkat dari harga tegangan sisa, Fr sampai tegangan leleh, Fy bila tidak ada beban luar yang bekerja.Berdasarkan formula-formula diatas maka didapat profil-profil yang dibutuhkan untuk menahan beban-beban yang terjadi. Berikut adalah tabel perhitungan kekuatan tarik nominal, kekuatan tekan nominal, kekuatan lentur nominal dan rasio kekuatan masing-masing profil.


KOMPETISI JEMBATAN INDONESIA KE-9 2013 Tabel 2. 19 Data profil terpasang, kekuatan aksial profil, dan rasio kekuatan aksial Segmen ke-

1

2

3

4

5

Luas Penampang

Jenis Komponen

Profil Dipakai

Batang diagonal ujung bottom chord Batang Vertikal Cross Girder Bracing Top Chord

TUBE 600.30 TUBE 200.6 TUBE 260.12 TUBE 600.30 Tube 70.7 TUBE 600.30

(m2) 0.0684 0.004656 0.0119 0.0684 0.001764 0.0684

Bottom Chord

TUBE 200.6

0.004656

Diagonal Batang Vertikal

Tube 300.16 TUBE 260.12

0.0182 0.0119

Cross Girder

TUBE 600.30

0.0684

Bracing Top Chord Bottom Chord Diagonal Batang Vertikal Cross Girder Bracing Top Chord Bottom Chord Diagonal Batang Vertikal Cross Girder Bracing Top Chord bottom chord Diagonal Batang Vertikal Cross Girder 1 Bracing Cross Girder 2

Tube 70.7 TUBE 600.30 TUBE 200.6 Tube 300.16 TUBE 260.12 TUBE 600.30 Tube 70.7 TUBE 600.30 TUBE 200.6 Tube 300.16 TUBE 260.12 TUBE 600.30 Tube 70.7 TUBE 600.30 TUBE 200.6 Tube 300.16 TUBE 260.12 TUBE 600.30 Tube 70.7 TUBE 600.30

0.001764 0.0684 0.004656 0.0182 0.0119 0.0684 0.001764 0.0684 0.004656 0.0182 0.0119 0.0684 0.001764 0.0684 0.004656 0.0182 0.0119 0.0684 0.001764 0.0684

Gaya Dalam Aksial (KN) -4322.665 644.46 349.211 -564.237 8.412 -5494.557 9.284 -42.543 3281.113 -1639.883 124.333 -173.737 -19.705 -7118.77 350.062 1977.844 -534.269 -443.378 8.614 -8699.332 306.115 538.912 -451.914 -506.464 9.369 -9550.689 456.235 1068.89 -62.473 -796.527 16.616 -1339.38


Gaya Dalam Momen (KN-m) 8.2595 1.0928 0 339.8023 0.7654 10.0722

Ф Tn (KN) 14774.4 1005.696 2570.4 14774.4 381.024 14774.4

r girasi (m) 0.233 0.0792 0.1014 0.233 0.0259 0.233

L (m)

λ

λc

ω

Ф Nn (KN)

5.9397 4.2 4.2 9 9.9318 4.6174

25.49227 53.0303 41.42012 19.3133 383.4672 19.81717

0.281093 0.584743 0.456722 0.21296 4.228331 0.218516

1.012986 1.183557 1.105104 1 22.34848 1

13774.7206 802.5164903 2196.716823 13953.6 16.10203743 13953.6

1.3273

1005.696

0.0792

4.6

58.08081 0.640433 1.221272

777.7332856

7.0162 0

3931.2 2570.4

0.1161 0.1014

6.229 4.6

53.65202 0.591598 1.188074 45.36489 0.50022 1.130566

3125.059061 2147.242635

324.0593

14774.4

0.233

9

19.3133

0.21296

1

13953.6

4.9434 20.0507 2.3969 7.676 0 858.185 0.9268 35.1741 3.5126 11.1157 0 849.2777 1.065 51.6027 3.5126 7.1875 0 1099.9353 1.065 2483.6572

381.024 14774.4 1005.696 3931.2 2570.4 14774.4 381.024 14774.4 1005.696 3931.2 2570.4 14774.4 381.024 14774.4 1005.696 3931.2 2570.4 14774.4 381.024 14774.4

0.0259 0.233 0.0792 0.1161 0.1014 0.233 0.0259 0.233 0.0792 0.1161 0.1014 0.233 0.0259 0.233 0.0792 0.1161 0.1014 0.233 0.0259 0.233

10.1074 6.2514 6.2 7.7201 5.4 9 10.9289 7.5027 7.5 9.2418 5.6 9 11.7154 7.5 7.5 9.36 5.6 9 11.7154 9

390.2471 26.83004 78.28283 66.49526 53.25444 19.3133 421.9653 32.20043 94.69697 79.60207 55.22682 19.3133 452.332 32.18884 94.69697 80.62016 55.22682 19.3133 452.332 19.3133

4.30309 0.295844 0.863192 0.733215 0.587214 0.21296 4.652833 0.355061 1.044184 0.877738 0.608963 0.21296 4.987675 0.354933 1.044184 0.888964 0.608963 0.21296 4.987675 0.21296

23.14573 1.020128 1.399681 1.289746 1.185181 1 27.06107 1.049842 1.588188 1.413162 1.19967 1 31.09612 1.049776 1.588188 1.423744 1.19967 1 31.09612 1

15.54740301 13678.28294 678.6004667 2878.707328 2048.294257 13953.6 13.29792436 13291.14003 598.0550513 2627.300023 2023.557163 13953.6 11.57237558 13291.97539 598.0550513 2607.771638 2023.557163 13953.6 11.57237558 13953.6

Rasio thdp gaya aksial 0.31381145 0.64080995 0.13585862 0.04043666 0.02207735 0.39377343 0.00923142 0.05470127 0.83463395 0.76371574 0.00841543 0.01245105 1.26741424 0.52044325 0.34807934 0.50311457 0.26083606 0.03177517 0.0226075 0.65452113 0.30438124 0.13708588 0.22332653 0.0362963 0.024589 0.71853045 0.453651 0.27189917 0.03087286 0.05708398 0.0436088 0.09598813

KOMPETISI JEMBATAN INDONESIA KE-9 2013 Tabel 2. 20 Data profil terpasang, kekuatan lentur profil, dan rasio kekuatan lentur Segmen ke-

1

Jenis Komponen

Profil Dipakai

λc

ω

Batang diagonal ujung bottom chord Batang Vertikal Cross Girder Bracing Top Chord

TUBE 600.30 TUBE 200.6 TUBE 260.12 TUBE 600.30 TUBE 70.7 TUBE 600.30 TUBE 200.6 TUBE 200.6 TUBE 300.16 TUBE 260.12 TUBE 600.30 TUBE 600.30 TUBE 70.7 TUBE 600.30 TUBE 200.6 TUBE 300.16 TUBE 260.12 TUBE 600.30 TUBE 70.7 TUBE 600.30 TUBE 200.6 TUBE 300.16 TUBE 260.12 TUBE 600.30 TUBE 70.7 TUBE 600.30 TUBE 200.6 TUBE 300.16 TUBE 260.12 TUBE 600.30 TUBE 70.7 TUBE 600.30

0.21296 0.584743 1.004984 0.21296 4.228331 0.21296 0.584743 0.584743 0.427387 1.004984 0.21296 0.21296 4.228331 0.21296 0.584743 0.427387 1.004984 0.21296 4.228331 0.21296 0.584743 0.427387 1.004984 0.21296 4.228331 0.21296 0.584743 0.427387 1.004984 0.21296 4.228331 0.21296

1 1.183557 1.543176 1 22.34848 1 1.183557 1.183557 1.088569 1.543176 1 1 22.34848 1 1.183557 1.088569 1.543176 1 22.34848 1 1.183557 1.088569 1.543176 1 22.34848 1 1.183557 1.088569 1.543176 1 22.34848 1

Bottom Chord 2

Diagonal Batang Vertikal Cross Girder

3

4

5

Bracing Top Chord Bottom Chord Diagonal Batang Vertikal Cross Girder Bracing Top Chord Bottom Chord Diagonal Batang Vertikal Cross Girder Bracing Top Chord bottom chord Diagonal Batang Vertikal Cross Girder 1 Bracing Cross Girder 2


Modulus Modulus Plastis Penampang 0.0146 0.0124 0.0003388 0.0002923 0.001108 0.0009408 0.0146 0.0124 0.00004185 0.00003375 0.0146 0.0124 0.0003388 0.0002923 0.0003388 0.0002923 0.001938 0.001634 0.001108 0.0009408 0.0146 0.0124 0.0146 0.0124 0.00004185 0.00003375 0.0146 0.0124 0.0003388 0.0002923 0.001938 0.001634 0.001108 0.0009408 0.0146 0.0124 0.00004185 0.00003375 0.0146 0.0124 0.0003388 0.0002923 0.001938 0.001634 0.001108 0.0009408 0.0146 0.0124 0.00004185 0.00003375 0.0146 0.0124 0.0003388 0.0002923 0.001938 0.001634 0.001108 0.0009408 0.0146 0.0124 0.00004185 0.00003375 0.0146 0.0124

Mn

Mr

Mp

3030.74076 2976 3153.6 37.4031586 59.2721776 73.181 -1024.2748 146.316435 239.33 3010.86283 2976 3153.6 -677.92304 0.36244082 9.0396 3298.74244 2976 3153.6

Ф Mn (KN-m) 2727.7 53.345 131.68 2709.8 0.3262 2838.2

Rasio thdp gaya momen 0.00261907 0.014932879 0 0.107750602 0.084671888 0.003193874

73.181 0.018137271 28.6972414 59.2721776 53.345 264.002073 360.252679 418.61 324.23 0.016760788 88.4335696 146.316435 239.33 131.68 0 3010.86283 2976 3153.6 2709.8 0.10275853 -250.0241 3162.32135 -6.1264276 101.397797 -174.58699 3226.20718 -750.37501 3166.90641 -34.420659 -7.1365401 -203.69667 3226.20718 -807.52421 3155.49338 -34.420659 -219.19686 -1327.1728 3226.20718 -807.52421 3438.89603

0.36244082 2976 59.2721776 360.252679 146.316435 2976 0.36244082 2976 59.2721776 360.252679 146.316435 2976 0.36244082 2976 59.2721776 360.252679 146.316435 2976 0.36244082 2976

9.0396 3153.6 73.181 418.61 239.33 3153.6 9.0396 3153.6 73.181 418.61 239.33 3153.6 9.0396 3153.6 73.181 418.61 239.33 3153.6 9.0396 3153.6

0.3262 2838.2 53.345 324.23 131.68 2838.2 0.3262 2838.2 53.345 324.23 131.68 2838.2 0.3262 2838.2 53.345 324.23 131.68 2838.2 0.3262 2838.2

0.546860481 0.006358035 0.032753127 0.018336964 0 0.272128678 0.10252666 0.011153634 0.047998929 0.02655396 0 0.269304192 0.117814948 0.016363109 0.047998929 0.017170002 0 0.348787196 0.117814948 0.787562532

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 2.6.2 Desain Sambungan Terdapat 2 teori dalam proses pendesainan sambungan,yaitu : a. Desain Kapasitas Pada metode ini, sambungan didesain lebih kuat dibandingkan dengan profil yang disambung. Sehingga bila terjadi pembebanan yang diluar batas perencanaan, kegagalan terjadi pada profil, bukan sambungan. Metode ini merupakan yang paling konvensional dan ideal, namun metode ini cukup jarang diaplikasikan karena dianggap boros dan mahal. b. Desain Gaya Dalam Pada metode ini, sambungan didesain lebih kuat dari gaya dalam yang terjadi. Desain ini cukup beresiko karena bila terjadi pembebanan diluar rencana, maka kegagalan sambungan akan terjadi lebih dahulu. Metode ini tetap boleh dipakai dengan catatan beban yang diterima struktur harus diramalkan dengan akurat. Berdasarkan alasan-alasan diatas maka kami menyimpulkan bahwa pada Jembatan Sebenarnya, metode pendesainan yang dilakukan adalah Metode Desain Kapasitas. Hal ini dikarenakan beberapa faktor :  Beban masa depan yang sulit diprediksi. Umur rencana jembatan ini adalah 100 tahun, dikhawatirkan dalam rentang waktu tersebut terjadi pelonjakan arus lalu lintas dan beban-beban yang terjadi berada di luar rencana.  Diharapkan jembatan memberikan waktu untuk mengevakuasi diri bagi para pengguna bila terjadi tanda-tanda keruntuhan.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Berikut adalah ringkasan desain jembatan sebenarnya berdasarkan perhitungan dan uraian-uraian pada sub bab-sub bab sebelumnya. Tabel 2. 21 Ringkasan Desain Profil Jembatan Berat Jembatan 151,4 ton Defleksi akibat live load 43,5 mm Dimensi Jembatan Panjang 60 m Lebar 9m Tinggi 6m Material Jembatan Bagian Profil Diagonal ujung Tube 600.30 Top chord Tube 600.30 Bottom chord Tube 200.6 Diagonal Tube 300.16 Vertikal Tube 260.12 Cross girder Tube 600.30 Bracing Tube 70.7


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 BAB III DESAIN JEMBATAN MODEL

3.1

Dasar Teori Model Secara definitif, model adalah rencana, representasi, deskripsi yang menjelaskan suatu objek, sistem, atau konsep, yang seringkali berupa penyederhanaan dan idealisasi. Bentuknya dapat berupa model fisik (maket, bentuk prototipe),

model citra (gambar

rancangan,

citra

komputer),

atau rumusan matematis. Secara umum pemodelan dapat didefinisikan sebagai suatu bentuk pensimulasian dari suatu hal / obyek yang digunakan untuk memperjelas permasalahan, mempermudah proses analisis, menentukan atribut perancangan, menggabungkan antara aspek teknis dengan aspek-aspek lainnya, dan untuk mendapatkan hasil yang optimal. Dalam Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 ini, pemodelan yang akan digunakan adalah pemodelan fisik. Model fisik adalah pensimulasian secara nyata terhadap benda yang ingin dianalisis. Pensimulasian ini dianggap nyata karena objek dari benda atau hal yang ingin dianalisis benar-benar dibuat. Objek tersebut dapat berukuran lebih kecil, sama, bahkan lebih besar dari benda yang sebenarnya. Pemodelan fisik sangat berguna terutama untuk hal yang sangat kompleks dan rumit karena model fisik benar-benar mewakili hal yang ingin dirancang. Dengan pemodelan fisik, perilaku yang ingin dianalisis akan terlihat. Pemodelan fisik pada KJI ke-9 ini berupa jembatan model dengan ukuran yang diskalakan 1:10 dari ukuran jembatan yang sebenarnya. Dengan adanya jembatan model ini, diharapkan dapat memberikan gambaran perilaku struktur yang mendekati sebenarnya dan desain struktur jembatan yang telah direncanakan dapat diuji keandalannya.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 3. 1 Dimensi Jembatan Model Dimensi

Besaran (meter)

Panjang

6

Lebar

0.9

Tinggi

0.6

Dasar yang digunakan di dalam proses desain dari komponen struktur adalah besarnya kapasitas terfaktor dari suatu komponen struktur haruslah lebih besar atau sama dengan beban rencana (beban yang bekerja pada struktur). Dimana persamaan nya adalah sebagai berikut:

Dengan keterangan persamaan diatas adalah sebagai berikut: ∅

= Faktor Reduksi Tahanan dari suatu komponen struktur

 Rn

= Tahanan Nominal dari suatu komponen struktur

γ

= Faktor Perbesaran Beban

 Qni

= Beban yang membebani struktur/komponen struktur

Di dalam struktur jembatan rangka batang, terdapat dua komponen penting yang harus diperhatikan dan dianalisis dengan sebaik mungkin, yaitu profil, dan sambungan. Berikut ini adalah proses desain yang dilakukan untuk jembatan model rangka batang: 3.1.1

Dasar Teori Perhitungan Kekuatan Komponen/Profil Struktur jembatan rangka batang adalah suatu sistem struktur yang hampir keseluruhan gaya dalam yang bekerja pada elemen-elemen pembentuk nya adalah gaya aksial (tarik dan tekan). Tetapi jika dilihat metode pembebanan atau bahkan prinsip distribusi gaya dari pelat lantai menuju ke struktur rangka batang dengan menggunakan elemen cross girder, di elemen cross girder inilah yang nantinya akan muncul gaya dalam momen maupun geser. Gaya dalam momen dan geser muncul pada cross girder dikarenakan beban yang bekerja pada cross


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 girder adalah beban merat, yang akan mengakibatkan cross girder melentur. Maka dari itu proses desain dari penampang profil didasarkan pada gaya dalam aksial, geser, dan juga momen. Kapasitas dari suatu profil di dalam menahan gaya yang bekerja sangat bergantung pada luas penampang dari profil tersebut, sesuai dengan prinsip dasar tegangan dimana tegangan yang bekerja pada penampang akan semakin kecil ketika luas penampang nya semakin besar. Luas penampang ini juga akan mempengaruhi besarnya inersia dari suatu penampang, semakin besar luas penampang dari suatu profil maka akan semakin besar pula inersia. Inersia dari suatu penampang merupakan faktor yang menentukann di dalam menahan gaya dalam momen. Namun di dalam perencanaan kita harus benar-benar memperhatikan orientasi sumbu dari penampang terhadap beban yang bekerja, dimana kita tidak bisa memberi beban yang bekerja terhadap sumbu lemah penampang (inersia yang lebih kecil), karena kapasitas dari penampang itu di dalam menahan momen tidak akan maksimal. Berikut ini adalah persamaan-persamaan yang digunakan untuk menghitung kapasitas profil terhadap elemen yang bekerja: 

Tahanan Aksial Tarik Profil Material baja dikenal dengan kekuatan terhadap tarik nya yang tinggi. Besar kekuatan tarik dari suatu profil baja dapat diketahui besarannya dengan menggunakan persamaan-persamaan sebagai berikut:

a. Leleh pada penampang bruto:

Keterangan: Td

= Tahanan tarik desain (setelah di kalikan faktor reduksi)

Ag

= Luas penampang profil

fy

= Tegangan leleh profil

∅

= Faktor reduksi kekuatan (leleh = 0,9)


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 b. Fraktur tarik pada penampang efektif:

Keterangan: Td

= Tahanan fraktur desain

Ae

= Luas neto efektif penampang

fu

= Tegangan ultimit dari material

∅

= Faktor reduksi kekuatan (fraktur= 0,75)

Untuk mendapatkan luas neto efektif, pada awalnya kita harus mengetahui terlebih dahulu luas neto dari penampang. Luas neto dari penampang bisa kita ketahui dengan cara sebagai berikut:

Gambar 3. 1 Gambar Perhitungan Luas Neto pada penampang Untuk mengetahui panjang neto sesuai dengan gambar diatas, maka digunakan persamaan sebagai berikut ini:

Untuk mendapatkan nilai luas neto efektif (Ae), maka kita akan mengalikan luas neto yang kita dapatkan dari perhitungan iatas dengan suatu koefisien reduksi (U). Dimana koefisien reduksi U untuk hubungan yang menggunakan baut atau keling diperoleh dari persamaan sebagai berikut, dimana terdapat syarat bahwa nilau U harus lebih kecil sama dengan dari 0,9:

Dimana,

adalah jarak dari titik berat penampang yang tersambung

secara eksentris ke bidang pemindahan beban. Sedangkan L adalah


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 panjang sambungan dalam arah kerja beban. Untuk lebih lengkapnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 3. 2 Gambar Keterangan Perhitungan Sesuai dengan gambar diatas, bahwa

yang digunakan adalah yang

nilainya terbesar diantara dua nilai yang didapat. c. Keruntuhan Blok-Geser (Kombinasi geser-tarik): Adalah

suatu

mekanisme

keruntuhan

dimana

keruntuhannya

merupakan kombinasi dari geser dan tarik dan terjadi melewati lubang-lubang baut pada komponen struktur tarik. Keruntuhan jenis ini sering terjadi pada sambungan dengan baut terhadap pelat badan yang tipis pada komponen struktur tarik. Keruntuhan ini umum dijumpai

pada

sambungan

pendek,

yaitu

sambungan

yang

menggunakan dua baut atau kurang pada garis searah dengan bekerjanya gaya.

Gambar 3. 3 Keruntuhan Blok Geser Keruntuhan blok geser ini dapat dihitung dengan menjumlahkan tarik leleh (atau tarik fraktur) pada satu irisan dengan tahanan geser fraktur (atau geser leleh) pada bidang lainnya yang saling tegak lurus.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tahanan tarik blok geser nominal ditentukan oleh dua buah persamaan sebagai berikut, dengan fraktur mendahului leleh atau rasio fraktur/leleh terbesar.



Tahanan Aksial Tekan Profil Secara teoritis, kekuatan tekan dari suatu profil baja adalah sama dengan kekuatan tariknya. Tetapi kenyataannya kekuatan tarik ini sering tidak tercapai dikarenakan baja mengalami tekuk, dimana terdapat dua jenis tekuk yang terjadi pada baja yaitu tekuk lokal dan tekuk global. Kemampuan tekuk dari suatu profil baja dipengaruhi oleh inersia pada sumbu lemah, kekompakkan penampang, dan panjang tak terkekang dari bentang profil tersebut. Untuk mengetahui tahanan aksial tekan dari suatu profil baja dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini:

-

Keterangan: Pd = Tahanan tekan desain (setelah dikalikan faktor reduksi) Ag = Luas penampang profil fcr = Tegangan kritis dari profil ∅ = Faktor reduksi kekuatan (tekan = 0,85) Untuk menghitung besar tegangan kritis dari suatu profil baja, dapat digunakan persamaan berikut ini:

Nilai 𝜔 ditentukan berdasarkan besar dari lc untuk masing-masing sumbu nya. Dimana besar dari lc dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:



Keterangan: 𝜆 = Kelangsingan profil pada sumbu tertentu fy = Tegangan leleh material baja E = Modulu Elasitistas Material baja Berikut ini adalah interval-interval untuk lc, yang digunakan untuk menentukan nilai dari 𝜔:

Berikut ini adalah persamaan-persamaan yang digunakan untuk mencari besaran-besaran dari tiap parameter yang digunakan di dalam perhitungan tahanan tekan dari suatu profil baja:

-

Keterangan: Lk = Panjang tekuk dari profil L = Panjang tak terkekang dari profil kc = Koefisien tekuk dari suatu profil (kc truss = 1)



r

= Jari-jari girasi pada sumbu tertentu dari penampang

I

= Inersia pada sumbu tertentu dari suatu penampang

Tahanan Geser Profil Di dalam perencanaan suatu elemen struktur, sangat penting juga untuk menghitung tahanan geser dari suatu profil itu sendiri, karena sekalipun sambungan yang di rencanakan mampu menahan geser, tetapi belum tentu profil tersebut mampu menahan gaya geser yang bekerja. Berikut ini adalah persamaan-persamaan yang digunakan untuk menentukan tahanan geser dari sebuah profil:



-



Keterangan: h

= tinggi murni web saja dari sebuah penampang profil

tw

= tebal web penampang

fyw

= tegangan leleh untuk web dari penampang

d

= tinggi total penampang profil

Vn

= kuat geser nominal dari suatu profil

Vd

= kuat geser desain dari suatu profil

∅

= faktor reduksi tahanan (geser pada profil = 0,9)

Tahanan Momen Profil Tahanan suatu profil terhadap momen yang bekerja bergantung pada inersia penampang tersebut, kekompakkan dari penampang, modulus penampang (S), dan modulus plastis penampang (Z). Jika terjadi momen positif pada corss girder (elemen yang mengalami lentur pada struktur jembatan), maka serat atas dari penampang tersebut akan mengalami tekan, dan serat bawah akan mengalami tarik. Sedangkan untuk momen negatif, serat atas dari profil akan mengalami tarik, sedangkan serat bawah akan mengalami tekan. Tahanan momen dari sutau profil dapat dihitung besarnya dengan cara sebagai berikut: 1. Syarat Tahanan:

∅ = 0,9 (faktor reduksi tahanan)

Dimana,

Mn = tahanan nominal Mu = momen lentur terfaktor 2. Cek Jenis Penampang Kompak

=

Tak Kompak =


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Langsing = 3.

Tahanan Momen Penampang Kompak

:

Tak Kompak : Dimana,

Z = Modulus Platis Penampang S

= Modulus Penampang

Mr = Momen Residual fr = Tegangan sisa fy = Tegangang leleh 

Interaksi Momen dan Geser pada Profil Jika suatu profil diberikan beban merata sepanjang bentangnya, maka akan ada gaya dalam geser dan momen yang terjadi sepanjang bentang tersebut. Maka dari itu ada persyaratan interaksi antara lentur dan geser pada profil, persyaratan nya adalah sebagai berikut:

Keterangan:

Mu = Gaya dalam momen yang terjadi Md = Momen desain Vu = Gaya Geser yang terjadi Vd = Gaya Geser desain



Torsi pada Profil Pada umumnya torsi muncul dikarenakan adanya eksentrisitas dari beban yang bekerja terhadap shear center (pusat geser) dari penampang. Seperti halnya yang terjadi pada cross girder, dimana beban merata yang diberikan pada uji pembebanan memiliki eksentrisitas terhadap shear center dari penampang tersebut. Gaya dalam torsi yang terjadi pada suatu profil dapat dihitung besarnya dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

Dimana:



Keterangan:

G = Modulus Geser E

= Modulus Elastisitas

J

= Konstanta Torsi

Cw = Konstanta Warping Mf = Momen Torsi 3.1.2

Dasar Teori Perhitungan Kekuatan Sambungan Terdapat dua buah metode di dalam mendesain sambungan, yaitu: 1. Desain terhadap kapasitas komponen Yang dimaksud desain terhadap kapasitas adalah dimana suatu sambungan mampu menahan suatu besaran beban yang sebanding dengan kapasitas penampang. Dalam hal ini desain terhadap

kapasitas

komponen

lebih

konservatif,

karena

kemungkinan munculnya beban-beban yang tak terduga. 2. Desain terhadap gaya dalam pada masing-masing komponen Yang dimaksud desain terhadap gaya dalam adalah dimana suatu sambungan mampu menahan suatu besaran beban yang sebanding dengan gaya dalam yang bekerja akibat adanya beban luar ataupun berat sendiri dari struktur. Di dalam proses desain untuk jembatan model, metode yang digunakan berbeda dengan jembatan sebenarnya. Pada jembatan sebenarnya,

desain

sambungan

dilakukan


terhadap

kapasitas

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 komponen.

Metode

desain

sambungan

berdasarkan

kapasitas

komponen ini digunakan pada jembatan sebenarnya dikarenakan cukup besarnya kemungkinan jembatan mengalami pembebanan diluar rencana. Sedangkan di dalam mendesain sambungan untuk jembatan model ini digunakan metode desain terhadap gaya dalam pada masing-masing komponen, dikarenakan beban yang bekerja pada struktur jembatan dan juga gaya dalam pada masing-masing elemennya bisa lebih dipastikan. Sambungan baut pada suatu struktur dapat terbuat dari baut mutu tinggi atau pun baut mutu normal. Sambungan baut mutu tinggi mengandalkan gaya tarik awal yang terjadi karena pengencangan awal, gaya tersebut dinamakan proof load. Gaya proof load inilah yang akan memberikan tahanan friksi, sehingga sampai batas besar gaya tertentu sambungan ini merupakan tipe friksi (service ability limit state), sambungan ini baik digunakan untuk struktur yang mengalami gaya bolak-balok. Namun untuk besaran gaya tertentu pula, sambungan ini akan berubah perilaku nya menjadi tipe tumpu (strength limit state). Perilaku sambungan tumpu ini muncul ketika sambungan baut mutu tinggi telah kehilangan tahanan friksi nya, sehingga baut tersebut akan menumpu pada pelat. Baut mutu normal dipasang tanpa gaya tarik awal dan merupakan tipe tumpu, baut mutu normal dipasang dengan kencang tangan, sedangkan untuk baut mutu tinggi dipasang dengan kencang tangan pada awalnya, yang kemudian diikuti dengan setengah putaran setelah kencang tangan. Pada Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 ini, alat sambung yang digunakan merupakan baut mutu tinggi, namun dikarenakan keterbatasan alat-alat yang dipergunakan dalam merakit jembatan model, maka sambungan baut merupakan tipe tumpu (karena hanya kencang tangan). Tahanan baut terhadap gaya yang bekerja adalah sebagai berikut:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 1. Tahanan Tarik Baut, Rn Tahanan tarik dari satu buah baut dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:

Rn  fu b  0,75 Ab Keterangan: -

fub

= kuat tarik baut (Mpa)

-

Ab

= luas bruto satu baut

-

Rn

= kapasitas nominal tarik satu baut

2. Tahanan Geser Nominal, Rn Tahanan geser dari satu buah baut dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:

Rn  m  Ab  u  faktor reduksi m  Ab  (0, 6 fu b )  0,8  Tanpa ulir pada bidang geser Rn   b m  (0, 75 Ab )  (0, 6 f u )  0,8  Dengan ulir pada bidang geser Rn

0,5  m  fu b  Ab  Tanpa ulir pada bidang geser  b 0, 4  m  fu  Ab  Dengan ulir pada bidang geser

Dimana m adalah jumlah bidang geser yang ada pada sambungan baut. Pada persamaan diatas ini telah dianggap bahwa luas neto dari baut adalah 0,75 dari luas bruto nya, 𝜏u-0,6fub, dan m adalah jumlah bidang geser. 3. Tahanan Tumpu Pada bagian ini yang dihitung adalah tahanan tumpu dari pelat buhul, kita perlu menghitung tahanan tumpu dari pelat karena pelat merupakan salah satu bagian dari sistem sambungan pada jembatan model rangka baja ini. Berikut ini adalah persamaan yang digunakan untuk perhitungan tahanan tumpu dari pelat.



Gambar 3. 4 Tumpu pada pelat

 u p  0, 6 fu p Untuk material pelat Tu

 Rn  2t  L  d   u p 2   Tu  Rn ,12 fu p dt  L  1  2  d  L  2 2  Rn  2, 6 f u p dt 3 d Untuk baut tepi Rn  L t f u p Untuk

Dalam peraturan diambil:

Jarak antar baut ≥ 3d; jarak baut tepi dengan ujung pelat ≥ 1,5 d. Untuk mengurangi bahaya korosi, jarak baut tepi terhadap ujung pelat ≤ 12t ≤ 150 mm. 4. Lubang Tersusun Yang dimaksud untuk keruntuhan lubang tersusun adalah keruntuhan fraktur dan keruntuhan blok geser. Kedua teori perhitungan ini telah dibahas sebelumnya pada dasar teori komponen. Pada bagian ini yang ditentukan adalah tahanan dari pelat buhul.



Kriteria Perancangan 3.2.1 Material Material yang digunakan pada jembatan model adalah material baja, sesuai dengan material pada jembatan sebenarnya. Tipe baja yang digunakan pada struktur jembatan model ini adalah tipe BJ 37, untuk keterangan lebih detail dari tipe baja ini akan ditampilkan pada tabel di bawah. Pada dasarnya untuk mendapatkan propertis dari material baja yang digunakan dilakukan dengan coupon test di laboratorium. Berdasarkan standar yang sudah ada pada material dari tipe-tipe baja yang terdapat di pasaran, berikut ini adalah spesifikasi detail dari baja tipe BJ 37: Tabel 3. 2 Spesifikasi Material Baja Jembatan Model (standar spesifikasi baja) Jenis Properti

Nilai

Berat Jenis

7850 kg/m3

Modulus Elastisitas

200000 MPa

Poisson Ratio

0,3

Tegangan Leleh

240 MPa

Tegangan Ultimate

370 MPa

3.2.2 Alat Sambung Alat sambung yang digunakan di dalam perancangan struktur jembatan model ini adalah baut, hal ini telah disesuaikan dengan peraturan Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 (KJI) ini, di mana sambungan antar elemen rangka batang hanya diperbolehkan menggunakan sambungan baut, tidak menggunakan sambungan las. Sesuai dengan pengetahuan dasar ketekniksipilan bahwa prinsip dari struktur rangka batang adalah setiap sambungan pada elemenelemennya berupa sambungan sendi, dimana sendi tidak menahan momen, maka dari itu gaya yang bekerja pada rangka batang hanyalah


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 gaya aksial. Sesuai dengan desain orientasi baut, maka akibat gaya aksial ini kita perlu menentukan tahanan geser dari baut yang kita gunakan. Namun, ada beberapa elemen pada rangka batang yang tidak hanya menerima gaya aksial saja, misalnya saja pada batang melintang (cross girder) dimana uji pembebanan akan dilakukan. Perilaku dari cross girder ini adalah batang lentur, sehingga memungkinkan terjadinya kombinasi antara geser dan tarik pada baut, tarik yang terjadi diakibatkan oleh momen lentur yang bekerja akibat gaya luar. Maka dari itu, kita juga harus menentukan tahanan sambungan baut terhadap kombinasi momen dan geser dengan cara mengetahui kekuatan tarik dan geser dari baut. Untuk perhitungan lebih detail dan spesifikasi baut yang digunakan pada jembatan model, dapat dilihat pada sub-bab Desain Komponen dan Sambungan. 3.2.3 Beban Uji Uji pembebanan bertujuan untuk menilai respon struktur jembatan terhadap beban yang diberikan, khususnya terkait dengan aspek kekuatan struktur dan juga kenyamanannya. Pengujian beban untuk struktur jembatan model dapat dilakukan dengan dua cara, bisa dengan uji beban statik ataupun beban dinamik. Uji beban statik pada struktur jembatan dilakukan untuk mengetahui kapasitas kekuatan dari elemenelemen jembatan tersebut, baik elemen batang, maupun sambungan. Uji pembebanan statik ini dilakukan secara bertahap, dengan maksud untuk mensimulasikan beban rencana pada struktur jembatan model. Parameter-parameter yang diukur di dalam uji pembebanan statik ini adalah lendutan struktur dan juga tegangan-tegangan yang terjadi pada elemen-elemen dari jembatan model. Sedangkan untuk uji pembebanan dinamik

pada

jembatan

model

dilakukan

untuk

mendapatkan

karakteristik getar dari struktur jembatan, sekaligus sebagai catatan


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 jembatan yang dapat digunakan untuk mengetahui laju penurunan kondisi dari struktur jembatan pada saat masa layan. Parameterparameter yang diukur dalam uji pembebanan dinamik ini adalah percepatan dan frekuensi getar dari struktur jembatan. Uji pembebanan yang dilakukan pada KJI ke-9 ini hanyalah uji pembebanan statik saja, seperti yang telah dijelaskan pada paragraf sebelumnya bahwa pembebanan dilakukan secara bertahap dan jembatan model diuji hanya dalam kondisi masa layan atau service period, sehingga yang diukur dari struktur hanyalah lendutan yang terjadi akibat beban sehari-hari, dalam dunia nyata adalah beban lalu lintas. Sesuai dengan prinsip dasar dari struktur rangka batang, dimana pada titik-titik sambungan pada rangka batang tidak terjadi momen, maka beban harus bekerja pada joint dari struktur rangka batang, jika terdapat beban yang bekerja sepanjang bentang pada batang maka akan menimbulkan momen. Pada struktur jembatan sebenarnya, digunakan balok-balok memanjang dan melintang untuk menyalurkan beban dari lantai jembatan menuju joint dari struktur rangka batang pada jembatan. Untuk jembatan model, uji pembebanan dilakukan dengan beban merata pada cross girder dari jembatan, dimana cross girder ini pada nantinya akan mentransfer gaya-gaya menuju joint struktur rangka batang dari jembatan. Uji pembebanan pada jembatan model nantinya akan dilakukan dalam dua tahap, dengan tahap-tahap nya adalah sebagai berikut:  Tahap 1 Beban uji ditempatkan pada 1/4 bentang dari struktur jembatan. Untuk jembatan model dengan bentang 6 meter, beban tahap satu ini akan diletakkan pada jarak 1,5 meter dari tepi memanjang jembatan. Sedangkan untuk jembatan sebenarnya , pembebanan tahap satu ini dilakukan pada jarak 15 meter dari tepi memanjang jembatan.



 Tahap 2 Beban uji ditempatkan pada 1/2 bentang dari struktur jembatan. Untuk jembatan model dengan bentang 6 meter, beban tahap satu ini akan diletakkan pada jarak 3 meter dari tepi memanjang jembatan. Sedangkan untuk jembatan sebenarnya , pembebanan tahap satu ini dilakukan pada jarak 30 meter dari tepi memanjang jembatan. Pada saat pembebanan maksimum, lendutan yang terjadi di tengah bentang tidak boleh melebihi 1/800 dari panjang bentang, atau sebesar 7,5 mm (akibat live load saja). 3.2.4 Metodologi Perancangan Pada dasarnya metodologi perancangan dari jembatan model tidak memiliki perbedaan yang terlalu signifikan terhadap metodologi dalam perancangan jembatan yang sebenarnya. Metode perancangan yang digunakan adalah dengan melakukan optimasi desain dari konfigurasi rangka dari struktur jembatan, dan juga tidak lepas dari optimasi profil penampang dari tiap-tiap elemen jembatan, sehingga jembatan rencana mampu menahan beban yang diterima. Namun sebenarnya di dalam perancangan jembatan model lebih diutamakan agar didapatkan lendutan struktur yang sekecil mungkin dan dengan berat struktur yang seringan mungkin. Berikut ini adalah langkah-langkah yang digunakan didalam mendesain jembatan model: 1. Merencanakan konfigurasi rangka batang yang akan digunakan pada struktur, baik dimensi maupun orientasi dari rangka batang. Yang dimaksud dengan dimensi misalkan adalah tinggi dari segmen, dsb. Konfigurasi ini ditentukan berdasarkan lendutan, gaya-gaya dalam, dan juga berat dari struktur jembatan. 2. Mendefinisikan beban-beban yang akan bekerja pada struktur yang telah direncanakan. 3. Melakukan pemodelan struktur jembatan pada software SAP 2000.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 4. Melakukan analisis terhadap gaya dalam yang bekerja pada setiap elemen dari struktur, sehingga diketahui besaran dan jenis gaya dalam yang bekerja (aksial, geser, atau pun momen). 5. Mendesain jenis dari profil pada tiap-tiap elemen dari struktur jembatan. Pemilihan profil tiap elemen ini dilakukan dengan berdasarkan analisis gaya dalam yang terjadi, dan juga lendutan pada struktur. 6. Setelah didapatkan konfigurasi dan profil penampang yang optimal, maka dilakukan desain sambugan antar elemen-elemen pada struktur jembatan. Desain sambungan ini (dalam hal ini adalah baut) dilakukan berdasarkan gaya-gaya dalam apa saja yang bekerja pada elemen struktur, sehingga dapat ditentukan desain detail dari tiap sambugan. 7. Menentukan metode konstruksi dari jembatan. Metode konstruksi ini ditentukan berdasarkan oleh pertimbangan waktu, energi, dan juga biaya (yang paling efisien).


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Berikut ini adalah flowchart dari metodologi perancangan jembatan model:

Gambar 3. 5 Flowchart Metodologi Perancangan



Sistem Struktur Sistem struktur adalah proses transfer gaya luar menjadi gaya-gaya dalam yang akan dialami pada elemen struktur. Pada struktur rangka batang, proses ini sangat ditentukan oleh bentuk konfigurasi dari rangka. Faktor-faktor yang mempengaruhi pada konfigurasi adalah besar sudut yang dibentuk oleh batang-batang diagonal, dan kemudian berapa banyak batang yang digunakan pada struktur. Kedua faktor ini yang harus dilakukan optimasi agar didapat struktur yang ringan, kuat, dan lendutan yang terjadi memenuhi ijin. Sama dengan desain pada jembatan ukuran sebenarnya, konfigurasi rangka batang yang digunakan pada jembatan model adalah konfigurasi Warren. Konfigurasi rangka batang ini dianggap efektif karena untuk berat struktur yang lebih ringan tetapi defleksi yang dihasilkannya tidak memilik perbedaan yang signifikan dengan beberapa konfigurasi lain yang dianggap sangat kaku namun juga sangat berat. Sesuai dengan teori dasar dari analisis struktur dengan metode matriks, kekakuan global dari suatu struktur rangka batang bergantung pada Modulus elastisitas (E), luas penampang (A), panjang batang (L), dan juga matriks transformasi. Sistem perletakan yang digunakan pada struktur ini adalah sistem perletakan sendi-rol, yaitu perletakan sendi pada satu sisi, dan pelertakan rol pada sisi lainnya. Sistem struktur yang dirancang ini menggunakan sistem sambungan baut.



Gambar 3. 6 Jembatan Model 3D

Gambar 3. 7 Jembatan Model Tampak Samping

Gambar 3. 8 Jembatan Model Tampak Atas

Gambar 3. 9 Jembatan Model Tampak Depan



Modelisasi Struktur Di dalam merencanakan suatu struktur, hal yang terpenting adalah bagaimana cara memodelisasikan struktur tersebut. Semakin baik modelisasi struktur yang dilakukan, maka hasil analisis struktur pun akan semakin akurat (semakin sesuai dengan dunia nyata). Modelisasi struktur jembatan model pada proposal ini dilakukan dengan menggunakan software SAP 2000. Pemodelan struktur dilakukan secara tiga dimensi (3D), dengan tujuan agar pemodelan jembatan mendekati kondisi sebenarnya di dunia nyata. Berikut ini adalah tahapan-tahapan yang dilakukan didalam modelisasi struktur jembatan model pada software SAP 2000 : 1. Pembentukan struktur dari jembatan yang telah direncanakan. Hal ini dilakukan baik langsung pada software SAP 2000 dengan bantuan dari gird lines ataupun dengan menggunakan file dari AutoCAD yang di eksport terlebih dahulu. 2. Definsikan (define) jenis material yang akan digunakan, beserta dengan spesifikasinya. Untuk struktur dari jembatan model ini yang digunakan adalah material baja 37, beserta spesifikasi yang telah disebutkan sebelumnya.



Gambar 3. 10 Define Material Property Data 3. Mendefinisikan beban-beban yang akan diterima oleh struktur (Define Load Patterns).

Gambar 3. 11 Define Load Patterns 4. Mendefinsikan kombinasi-kombinasi beban yang nantinya akan bekerja pada struktur/yang akan dianalisis.



Gambar 3. 12 Define Load Combinations 5. Melakukan Frame Releases pada rangka batang, dengan tujuan agar tidak muncul gaya dalam momen pada joint-joint pada rangka batang. Hal ini dilakukan agar pemodelan struktur sesuai dengan teori dasar struktur rangka batang, dimana gaya dalam yang terjadi pada elemen hanyalah gaya aksial.

Gambar 3. 13 Assign Frame Releases


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 6. Mendefinisikan jenis perletakan pada joint-joint yang ingin diberikan perletakan, pada jembatan ini terdapat dua joint dengan perletakan sendir dan dua joint lainnya dengan perletakan rol.

Gambar 3. 14 Pemodelan Perletakan Sendi

Gambar 3. 15 Pemodelan Perletakan Rol 7. Memasukkan besar beban yang akan diterima oleh struktur sesuai dengan jenis bebannya. Pada jembatan model ini element cross girder akan diberikan beban merata, sehingga cross girder ini akan melentur, dan kemudian mentransfer beban tersebut ke rangka batang menjadi beban


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 joint (sesuai dengan kondisi di lapangan). Pada kondisi sebenarnya terdapat beban merata di tengah dan juga seperempat bentang.

Gambar 3. 16 Assign Load 8. Run modelisasi struktur, agar didapatkan gaya dalam yang bekerja beserta dengan besarnya lendutan yang terjadi.

Gambar 3. 17 Set Load Cases to Run 9. Mencari luas profil yang paling efektif agar lendutan yang terjadi pada jembatan tidak melebihi lendutan izin, dan agar berat struktur juga memenuhi syarat.



Gambar 3. 18 Mencari Profil Efektif 3.5

Analisis Struktur Analisis struktur dilakukan agar dapat diketahui respon dari struktur terhadap gaya-gaya luar yang bekerja pada struktur. Respon dari struktur tersebut beruapa gaya dalam, yaitu gaya aksial, geser, dan momen. Respon lain yang diberikan oleh struktur adalah lendutan. Respon dari suatu struktur sangat ditentukan oleh tempat gaya bekerja pada struktur, jenis beban yang bekerja pada struktur, dana arah gaya yang bekerja pada struktur. Berikut ini adalah proses analisis struktur dari jembatan model: 3.5.1 Analisis Pembebanan Struktur Terdapat dua jenis beban yang akan dianalisis dalam struktur jembatan model, yaitu: 1. Beban Mati (Dead Load). Beban mati adalah beban yang muncul dari berat struktur itu sendiri, dan juga beban elemen-elemen tetap yang ada pada sistem struktur. Untuk jembatan model ini, yang merupakan beban mati adalah: a. Beban Struktur (elemen dan sambungan). b. Beban multiplek (t = 12 mm).


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 2. Beban Hidup (Live Load). Sesuai dengan peraturan pembebanan pada panduan KJI ke-9, jembatan model akan diberikan beban terpusat sebesar 400 kg. Beban tersebut akan diberikan pada bagian seperempat dan setengah bentang dari struktur jembatan. Pembebanan diberikan melalui sebuah spreader beam, dimana dengan adanya spreader beam ini akan membuat beban terpusat menjadi beban merata di sepanjang cross girder pada jembatan. Dimana perhitungan beban merata pada jembatan adalah sebagai berikut:  Lebar jembatan

: 900 mm

 Beban terpusat : 400 kg  Beban merata:

Pada nantinya beban merata dengan sesuai dengan perhitungan diatas inilah yang akan di-assign pada struktur. Pemodelan pada software SAP 2000 untuk pembebanan adalah sebagai berikut:



 Distributed Live Load pada setengah bentang.

Gambar 3. 19 Live Load pada setengah bentang  Distributed Live Load pada seperempat bentang.

Gambar 3. 20 Live Load pada seperempat bentang 3.5.2 Analisis Gaya Dalam Struktur Sesuai dengan teori dasar dari rangka batang, gaya dalam pada struktur rangka batang pada dasarnya hanyalah gaya aksial saja, terkecuali pada


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 cross girder tempat diberikannya beban, pada cross girder ini juga terjadi gaya dalam momen dan juga gaya dalam geser (karena gaya bekerja pada bentang, tidak pada joint). Besarnya gaya-gaya dalam yang muncul ini tergantung juga kepada besarnya beban luar yang diberikan pada struktur. Berdasarkan dua kasus pembebanan yang akan ditinjau pada jembatan model ini, maka akan didapatkan dua respon struktur yang berbeda. Berikut ini adalah gaya-gaya dalam yang terjadi akibtat pembebanan-pembebanan tersebut: 

Gaya dalam akibat pembebanan di seperempat bentang.

Gambar 3. 21 Gaya dalam aksial akibat pembebanan seperempat bentang



Gambar 3. 22 Gaya dalam geser akibat pembebanan seperempat bentang

Gambar 3. 23 Gaya dalam momen akibat pembebanan seperempat bentang



Gaya dalam akibat pembebaban di setengah bentang.

Gambar 3. 24 Gaya dalam aksial akibat pembebanan setengah bentang

Gambar 3. 25 Gaya dalam Geser akibat pembebanan setengah bentang



Gambar 3. 26 Gaya dalam Momen akibat pembebanan setengah bentang Komponen-komponen penyusun pada struktur jembatan adalah sebagai berikut:

Gambar 3. 27 Komponen pada Jembatan Model

Batang Vertikal Cross Girder Gambar 3. 28 Cross Girder dan batang vertikal Berikut ini adalah gaya dalam pada beberapa komponen struktur yang disebutkan pada gambar sebelumnya:



1. Top Chord

Gambar 3. 29 Gaya Dalam Aksial pada Top Chord 2. Bottom Chord

Gambar 3. 30 Gaya Dalam Aksial pada Bottom Chord 3. Diagonal Ujung



Gambar 3. 31 Gaya Dalam Aksial pada Diagonal Ujung 4. Diagonal Tengah

Gambar 3. 32 Gaya Dalam Aksial pada Diagonal Tengah Berikut ini adalah hasil rekapitulasi dari gaya-gaya aksial terbesar yang bekerja pada batang-batang struktur jembatan:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 3. 3 Gaya Dalam Aksial Maksimum pada elemen struktur rangka batang

Segmen Top Chord Bottom Chord Diagonal Ujung Vertikal Diagonal Tengah

Gaya Dalam akibat beban merata di cross girder 1.2DL+LL 0.25 bentang 1.2DL+LL 0.5 bentang (kgf) Gaya Aksial (kgf) Gaya Aksial (kgf) Momen Momen Tarik Tekan (kgf.mm) Tarik Tekan (kgf.mm) 0 -534,15 0 0 -680,12 0 529,58 0 0 532,67 0 0 0 -282,98 0 0 -209,77 0 99,85 -155,36 0 5,06 -112,2 0 236,19 -82,06 0 184,47 0 0

Gaya aksial pada elemen struktur jembatan ini pada nantinya dapat digunakan untuk menentukan luas minimum dari penampang elemen tersebut, sehingga di dapat profil yang optimal. Namun pada tabel diatas ini hanya ditampilkan gaya-gaya dalam aksial terbesar pada elemen struktur karena perencanaan jembatan model ini akan didasarkan pada gaya dalam yang terbesar. Desain dilakukan berdasarkan gaya dalam yang terbesar karena di dalam perencanaan jembatan model terdapat syarat lendutan maksimum, jika desain dilakukan berdasarkan gaya aksial terbesar maka akan didapatkan struktur yang lebih kuat dan kaku. Gaya-gaya aksial terbesar ini juga pada nantinya akan digunakan didalam mendesain sambungan, baik pelat maupun baut yang digunakan. 3.5.3 Analisis Lendutan Sesuai dengan ketentuan pada peraturan Kompetisi Jembatan Indonesia (KJI) ke-9 ini, maka ditetapkan lendutan izin untuk bentang 6 meter adalah sebagai berikut:

Dari hasil perhitungan diatas ini maka kita ketahui bahwa batas lendutan terbesar yang diizinkan untuk terjadi pada struktur jembatan model rangka baja ini adalah sebesar 7,5 mm. Batas maksimum lendutan yang terjadi inilah yang nantinya akan menjadi salah satu dasar kita di dalam merancang komponen struktur.



Desain Komponen dan Sambungan Di dalam memastikan apakah desain dari jembatan model mampu menahan beban beban yang bekerja. Untuk memastikannya, maka perlu dilakukan perhitungan dari tahanan baik untuk profil maupun sambungan. Sehingga hasil perhitungan secara detail dari masing-masing komponen dan sambungan ini lah yang nantinya akan memastikan apakah struktur jembatan mampu menahan beban yang diterimanya. Berikut ini adalah perhitungan beberapa komponen dan juga sambungan yang sudah cukup mewakili cara perhitungan, dan juga rekapitulasi dari tahanan masing-masing komponen dan juga sambungan.

3.6.1 Desain Komponen Berdasarkan peraturan Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 dan juga berdasarkan ketersediaan profil, maka profil yang digunakan untuk elemenelemen pada jembatan model adalah sebagai berikut: 1. Profil Siku 30.30.3 (Hot Rolled) 2. Profil Siku 40.40.4 (Hot Rolled) 3. Profil Siku 50.50.5 (Hot Rolled)

Gambar 3. 33 Gambar Penampang beserta properti nya Data-data penampang beserta gambar penjelasan dari profil yang telah disebutkan diatas adalah sebagai berikut:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 3. 4 Tabel Properti Penampang Siku Sectional Dimension Jenis L 30.30.3 L 40.40.4 L 50.50.5

A

x

B

t

K

r1

mm mm mm mm mm 30 x 30 3 7 4 40 x 40 4 10 6 50 x 50 5 12 6,5

Sectional Properties Modulus of Center of Sec. Of Unit Geometrical Moment Radius of Gyration r2 Gravity (c) Area Weight (cm) of Inertia (cm4) Section (cm3) mm cm cm2 kg/m Ix=Iy Iv Iu rx=ry rv ru Sx=Sy Sv Su 2 0,84 1,73 1,36 1,42 0,59 2,26 0,91 0,58 1,14 0,66 0,5 1,07 3 1,12 3,08 2,42 4,48 1,87 7,12 1,21 0,78 1,52 1,55 1,18 2,52 3 1,41 4,8 3,77 11,1 4,58 17,5 1,52 0,98 1,91 3,09 2,3 4,95

Berdasarkan gaya dalam yang terjadi akibat beban luar yang diberikan, maka profil yang digunakan untuk masing-masing elemen yang telah didefinisikan sebelumnya adalah sebagai berikut: 1. Top Chord Digunakan profil siku 50.50.5

Gambar 3. 34 Penampang Profil Top Chord 2. Bottom Chord Digunakan profil siku 50.50.5



Gambar 3. 35 Penampang Profil Bottom Chord 3. Diagonal Samping Digunakan profil siku 50.50.5

Gambar 3. 36 Penampang Profil Diagonal Samping 4. Batang Vertikal Digunakan profil siku 30.30.3



Gambar 3. 37 Penampang Profil Batang Vertikal 5. Diagonal Tengah Digunakan profill siku 30.30.3

Gambar 3. 38 Penampang Profil Diagonal Tengah


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 6. Cross Girder Digunakan profil siku 50.50.5

Gambar 3. 39 Penampang Profil Cross Girder Berikut adalah beberapa contoh perhitungan tahanan batang penyusun jembatan untuk beberapa kondisi, yaitu kondisi tarik akan diwakili oleh contoh perhitungan Bottom Chord, kondisi tekan akan diwakili oleh contoh perhitungan Top Chord, sedangkan kondisi lentur akan diwakili oleh contoh perhitungan Cross Girder. Di bawah ini adalah contoh Perhitungan Kekuatan Profil untuk beberapa komponen penyusun jembatan model rangka baja, dimana persamaanpersamaan yang digunakan dalam perhitungan sudah dijelaskan sebelumnya: 1. Perhitungan Tahanan Leleh pada elemen Bottom Chord Profil yang digunakan

: siku 50.50.5

fy (tegangan leleh)

: 240 MPa

Perhitungan

:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 2. Perhitungan Tahanan Fraktur pada elemen Bottom Chord Profil yang digunakan

: siku 50.50.5

fy (tegangan leleh)

: 240 Mpa

Diameter baut (db)

: 12 mm

Jumlah baut

: 1 buah

Tebal profil

: 5 mm

Perhitungan

:

Gambar 3. 40 Keterangan Penampang siku 50.50.5 Sesuai dengan penjelasan sebelumnya,

yang digunakan adalah yang

terbesar, sehingga untuk perhitungan selanjutnya,

yang digunakan

sebesar 14,1 mm. Kemudian dari desain jarak antar baut telah kita ketahui bahwa jarak antar baut yang digunakan adalah 30 mm (as ke as), sehingga untuk perhitungan nilai U adalah sebagai berikut:

X L 14,1 U  1 30 U  0,53 U  0,9(OK !) U  1

Selanjutnya dilakuakan perhitungan An (luas neto) untuk kemudian dikalikan dengan faktor (U) yang telah dihitung sebelumnya, sehingga didapatkan luas efektif (Ae) dari penampang yang digunakan. Berikut ini adalah perhitungan untuk luas neto dan juga luas efektif: Luas Neto:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 An  Ag  (db  t ) An  480, 2  (12  5) An  420, 2 mm 2 Luas Efektif:

Ae  U  An Ae  0,53  420, 2 Ae  222, 706 mm 2 Tahanan fraktur pada elemen bottom chord adalah:

Td    fu  Ae Td  0, 75  370  222, 706 Td  61800,915 N Td  61,8 kN Td  6306, 2158 kg 3. Perhitungan Tahanan Blok Geser pada elemen Bottom Chord Profil yang digunakan

: siku 50.50.5

fy (tegangan leleh)

: 240 Mpa

Diameter baut (db)

: 12 mm

Jumlah baut

: 1 buah

Tebal profil

: 5 mm

Perhitungan

:

Gambar 3. 41 Pola blok geser yang mungkin terjadi Perhitungan Kapasitas penampang terhadap keruntuhan blok geser dengan persamaan 1 adalah sebagai berikut:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tn  (0, 6  f y  Agv )  ( fu  Ant ) Tn  (0, 6  240  50  5)  (370  5  (30  (0,5 12))) Tn  36000  44400 Tn  80400 N

Perhitungan kapasitas penampang terhadap keruntuhan blok geser dengan persamaan 2 adalah sebagai berikut: Tn  (0, 6  fu  Anv )  ( f y  Agt ) Tn  (0, 6  370  5  (50  (1,5 12)))  (240  5  30) Tn  35520  36000 Tn  71520 N

Dapat kita lihat pada besaran kondisi fraktur pada persamaan yang ditandai dengan angka berwarna merah, terlihat bahwa fraktur pada persamaan satu lebih besar dibandingkan dengan fraktur pada persamaan dua, sehingga tahanan nominal terhadap blok geser dari profil diambil dari persamaan satu. Didapatkan melalui perhitungan bahwa tahanan nominal blok geser dari penampang adalah 80400 N. Sehingga untuk Tahanan desain profil terhadap blok geser dapat dihitung besarnya dengan persamaan sebagai berikut:

Td  Tn Td  0, 75  80400 Td  60300 N Td  6153, 061224 kg Dapat dilihat pada hasil perhitungan bahwa yang paling menentukan adalah keruntuhan blok geser, sehingga kapasitas dari penampang dalam menahan gaya aksial tarik yang bekerja ditentukan oleh kapasitas berdasarkan perhitungan untuk keruntuhan blok geser.



4. Perhitungan Tahanan Tekan pada elemen Top Chord

Gambar 3. 42 Komponen Top Chord yang ditinjau

Gambar 3. 43 Sumbu pada penampang profil Top Chord Profil yang digunakan

: siku 50.50.5

fy (tegangan leleh)

: 240 Mpa

Ag (luas bruto)

: 480,2 mm2

Iy = Ix

: 111000 mm4

Iv (sumbu lemah)

: 45800 mm4

Iu (sumbu kuat)

: 175000 mm4

rx = ry

: 15,2 mm

rv

: 9,8 mm

ru

: 19,1 mm

Sx = Sy

: 3080 mm3

Sv

: 2300 mm3

Su

: 4950 mm3

L (panjang tak terkekang)

: 750 mm

kc (koefisien tekuk)

: 1 (asumsi: sendi-sendi)


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Perhitungan

:

Periksa kelangsingan penampang (tekan murni) b 50   10 t 5 250 250 r    16,137 fy 240



  r  Penampang Tak Kompak Perhitungan panjang tekuk dari profil: kc  1 L  750 mm Lk ( panjang tekuk )  kc  L  1 750  750 mm

v 

Lk 750   76,5306 rv 9,8

u 

Lk 750   39, 267 ru 19,1

Tinjau arah-u (sumbu kuat):

u 

fy

240  0, 433 E  200000 1, 43 1, 43 0, 25  cu  1, 2  u    1, 0917 1, 6  0, 67 cu 1, 6  0, 67  0, 433

cu 

 cr 

fy





39, 267

240  219,84 MPa 1, 0917

u Nd   Ag . f cr  0,85  480, 2  219,84  89732, 093 N Nd  9156,336 kg

Tinjau arah-v (sumbu lemah):


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 v 

fy

240  0,844 E  200000 1, 43 1, 43 0, 25  cv  1, 2  v    1,3823 1, 6  0, 67 cv 1, 6  0, 67  0,844

cv 

 cr 

fy





76,5306

240  173, 6236 MPa 1,3823

v Nd   Ag . f cr  0,85  480, 2 173, 6236  70867,945 N Nd  7231, 423 kg

Perbandingan kekuatan masing-masing sumbu pada penampang terhadap gaya aksial tekan yang bekerja: -

Gaya yang bekerja: 680,12 kg (tekan)

-

Strength ratio sumbu u

: 0,0742 (OK!)

-

Strength ratio sumbu v

: 0,09405 (OK!)

Dapat dilihat dari hasil perhitungan

bahwa elemen top chord pada

struktur jembatan model mampu menahan beban aksial tekan yang bekerja, baik pada sumbu lemah nya maupun pada sumbu kuat. 5. Perhitungan Tahanan Momen dan Geser pada Cross Girder Profil yang digunakan

: siku 50.50.5

fy (tegangan leleh)

: 240 Mpa

Ag (luas bruto)

: 480,2 mm2

fy

: 240 MPa

fu

: 370 MPa

Iy = Ix

: 111000 mm4

d

: 50 mm

h

: 45 mm

rx = ry

: 15,2 mm

Sx = Sy

: 3080 mm3

L (panjang tak terkekang)

: 750 mm

kc (koefisien tekuk)

: 1 (asumsi: sendi-sendi)

Perhitungan

:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Pertama-tama akan dilakukan perhitungan untuk menentukan nilai dari modulus plastis penampang untuk setiap sumbunya, dalam hal ini modulus plastis penampang siku untuk tiap sumbunya adalah sama. Modulus plastis penampang dihitung dengan cara luas tiap segmen (seperti pada gambar 3.45 terdapat dua segmen pada profil) dikalikan dengan jarak dari masing-masing segmen tersebut menuju centroid penampang. Jika ingin mencari modulus plastis penampang terhadap sumbu-x, maka yang digunakan adalah jarak sumbu y (centroid dalam arah-y), begitu juga untuk sebaliknya jika ingin mencari nilai Zy maka yang digunakan adalah jarak pada sumbu-x.

Gambar 3. 44 Sumbu dan Pembagian Segmen pada profil Cross Girder Berikut adalah perhitungan modulus plastis penampang cross girder:

Luas Segmen I  50  5  250 mm 2 Luas Segmen II  5  (50  5)  225 mm 2 50 Jarak Segmen I terhadap Centroid  (  14,1)  10,9 mm 2 5 Jarak Segmen II terhadap Centroid  (14,1  )  11, 6 mm 2 3 Zx  (250 10,9)  (225 11, 6)  5335 mm  Zx  Zy  5335 mm3 Perhitungan beban-beban yang bekerja pada cross girder: -

Dead Load akibat berat sendiri dari elemen cross girder dan Live Load yang diberikan pada saat uji pembebanan:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013  baja  7850 kg / m3  0, 00000785kg / mm3 Dead Load   baja  Ag  0, 00000785  480, 2  3, 76957 103 kg / mm Live Load  0, 4444444 kg / mm Total Loads  0, 44821397 kg / mm Perhitungan Momen Maksimum akibat total beban yang bekerja pada cross girder: 1 Mu   0, 44821397  931,82 8 Mu  48645, 292 kg.mm

Pengecekan kelangsingan dari penampang Cross Girder: b 50   10 t 5 250 250 r    16,137 fy 240



  r  Penampang Tak Kompak Dikarenakan penampang cross girder merupakan penampang tak kompak, sehingga kapasitas momen nominal dari cross girder tidak mencapai batas momen plastis nya. Kapasitas momen nominal dari penampang cross girder akan lebih kecil dibandingkan Momen plastis nya. Di dalam perhitungan momen nominal suatu penampang tak kompak, maka kita juga perlu menghitung besarnya momen residual dari penampang tersebut. Perhitungannya adalah sebagai berikut:

Mp  Z x  f y  5335  240  1280400 N .mm  130653, 0612 kg .mm Mr  ( f y  f r )  S x  (240  70)  3080  523600 N .mm  53428,5714 kg .mm Mn 

r    p Mp  Mr r   p r   p

16,137  10 10  0 130653, 0612  53428,5714 16,137  0 16,137  0 Mn  82798, 7952 Md  0,9 82798, 7952=74518,9156 kg.mm Mn 


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Selanjutnya akan dilakukan pengecekan tahanan geser dari elemen cross girder, berikut ini adalah perhitungannya:

h  45 mm (tinggi bersih dari badan profil cross girder ) 1100 1100   71, 00469 fy 240 h

1100 OK !! fy

maka, Vn  0, 6  f y  d  tw Vn  0, 6  240  50  5  36000 N  3673, 469 kg Vd  0,9  3673, 469  3306,122 kg Sesuai dengan teori yang telah dijelaskan pada sub-bab Dasar Teori, bahwa pada elemen struktur baja yang mengalami lentur akibat beban merata sepanjang bentangnya, maka harus dilakukan pengecekan terhadap interaksi lentur dan geser nya. Pengecekan untuk elemen cross girder adalah sebagai berikut: Mu (akibat beban total )  48645,1215 kg .mm Vu (akibat beban total )  208,822157 kg Pengecekan : Mu Vu  0, 625  1,375 Md Vd 48645,1215 208,822157  0, 625  1,375 74518,9156 3306,122 0, 6922  1,375  OK !!

Dari hasil perhitungan diatas dapat disimpulkan bahwa elemen cross girder mampu menahan baik gaya geser maupun momen yang diakibatkan berat sendiri dari elemen tersebut, dan juga akibat uji pembebanan. 6. Perhitungan Tahanan Torsi pada penampang Cross Girder Pada tinjauan torsi kali ini dilakukan analisis yang paling kritis, dimana eksentrisitas dar beban merata yang diberikan adalah yang terjauh terhadap shear center, yaitu sejarak 50 mm.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Profil yang digunakan

: siku 50.50.5

fy (tegangan leleh)

: 240 Mpa

Ag (luas bruto)

: 480,2 mm2

fy

: 240 MPa

fu

: 370 Mpa

L (panjang bentang)

: 931,8 mm

Iy = Ix

: 111000 mm4

Total Loads (Distributed) : 0,448212 kg/mm (berat sendiri+beban uji) Zx = Zy

: 5335 mm3

Sx = Sy

: 3080 mm3

Perhitungan

:

Besar Torsi yang bekerja sepanjang bentang cross girder adalah sebagai berikut:

Tu  Total Loads  eksentrisitas Tu  0, 448212  50 Tu  22, 41062kg.mm / mm Momen lentur maksimum yang diakibatkan oleh beban merata sepanjang bentang cross girder adalah sebagai berikut (asumsi sendi-sendi), dimana untuk keterangan sumbu pada penampang dapat dilihat pada gambar 3.45 pada pembahasan lentur dan geser pada elemen cross girder: 1 1 M ux   Total Loads  L2   0, 448212  931,82 8 8 M ux  48645,12 kg.mm

Berikut ini adalah perhitungan parameter-parameter yang digunakan untuk perhitungan gaya dalam torsi yang terjadi: -

Perhitungan S max: Smax 

-

b 2t f 8



502  5  1562,5 mm2 8

Perhitungan Inersia Flens (If):


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 1  t f  b3 12 1 I f   5  503 12 If  52083,33 mm3 If 

-

Perhitungan Konstanta Torsi (J):

1 J    b  t3 3 1 1 J  (  50  53 )  (  (50  5)  53 ) 3 3 4 J  3958,333 mm

-

Perhitungan Cw: Cw  I f

(d  t f ) 2 2

(50  5) 2 2 Cw  52734375 mm6 Cw  52083,33

-

Perhitungan k2 ,k, dan kl: k2 

1 J 2(1   ) Cw

k2 

1 3958,333 2(1  0,3) 52734375

k 2  2,89 105 / mm 2 k  0, 005373 / mm kl  0, 005373  931,8  5, 006628 kl  2,503314 2

-

Perhitungan 𝛽: 1 tanh kl 2 kl 2 1   tanh(2,503314) 2,503314   0,394158





Perhitungan Mf:

1  Tu  l 2 ) 12 1 M f (50  5)  0,394158(  22, 41062  931,82 ) 12 M f  21304,31 kg.mm M f (d  t f )   (

Setelah mendapatkan besaran dari setiap parameter diatas, maka akan dilakukan pengecekan tegangan pada ujung bebas flens dan juga tegangan pada bagian tengah flens pada penampang di tumpuan. Berikut adalah perhitungan pengecekannya: -

Pengecekan ujung bebas flens

 un 

M ux M uy   b . f y Sx Sy

Mux  48645,12 kg.mm Muy  21304,31 kg.mm 48645,12 21304,31  un    0,9  240 3080 3080  un  22, 71086  216 OK !!! Dari hasil perhitungan diatas dapat kita lihat bahwa ujung bebas flens pada penampang di tumpuan mampu menahan tegangan yang bekerja akibat beban torsi dan juga momen lentur. -

Pengecekan bagian tengah flens

    ux    w 2   b. f y 2  2   ux M ux 48645,12    7,896935 MPa 2 2S x 2  3080

 un 

Vf 

 w 

 ux

2

Tw 22, 41062  931,8 / 2   232, 0246 kg d tf 50  5

V f  Smax tf  I f



232, 0246 1562,5  1,392148 MPa 5  52083,33


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013  un  7,896935 

 7,896935

2

 1,3921482  0,9  240

 un  15,91564  216 OK !!!

Dari hasi seluruh perhitungan diatas, dapat disimpulkan bahwa penampang Cross Girder mampu menahan beban Torsi akibat adanya eksentrisitas pembebanan terhadap shear center nya. Berdasarkan pengelompokkan komponen struktur jembatan model yang telah disebutkan sebelumnya, yaitu top chord, bottom chord, diagonal ujung, diagonal tengah, batang vertikal, dan juga cross girder, berikut ini akan dilakukan rekapitulasi kapasitas dari masing-masing kelompok komponen penyusun jembatan yang paling kritis terhadap gaya dalam terbesar yang bekerja pada kelompok komponen tersebut. Yang dimaksud dengan kapasitas penampang yang paling kritis pada suatu kelompok komponen misalnya adalah kapasitas top chord yang dilampirkan pada tabel di bawah ini adalah top chord dengan panjang tak terkekang yang paling panjang (teori batang tekan) yang kemudian akan dibandingkan dengan gaya dalam tekan terbesar yang bekerja pada salah satu penampang top chord. Berikut ini adalah tabel perbandingan gaya dalam terhadap kapasitas akibat dua tipe pembebanan dan juga akibat berat sendiri masing-masing komponen tersebut. Tabel 3. 5 Perbandingan Kapasitas terhadap Gaya Dalam ¼ bentang Gaya Dalam akibat berat sendiri Status dan pembebanan (1/4 bentang) Pengecekan No. Jenis Elemen Tipe Profil Aksial Aksial Momen Kekuatan Aksial Aksial Momen Elemen Geser Geser (1/4 Tarik Tekan Lentur Tarik Tekan Lentur (kg) (kg) bentang) (kg) (kg) (kg.mm) (kg) (kg) (kg.mm) 1 Top Chord siku 50.50.5 5473,5 7232,1 401,9 OK Kapasitas

2

Diagonal Ujung siku 50.50.5 5473,5 8054,2

-

-

-

281,8

-

-

OK

3

Bottom Chord siku 50.50.5 5473,5

-

-

198,61

-

-

-

OK

4

Batang Vertikal siku 30.30.3 2417,6 2242,9

-

-

-

4,26

-

-

OK

-

-

-

77,61

-

-

OK

-

-

5 6

Diagonal Tengah Cross Girder

-

siku 30.30.3 2417,6 904,39 siku 50.50.5

-

-

74518,92 3306

48645,1 208,822


OK

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 3. 6 Perbandingan Kapasitas terhadap Gaya Dalam ½ bentang Gaya Dalam akibat berat sendiri Status dan pembebanan (1/2 bentang) Pengecekan No. Jenis Elemen Tipe Profil Aksial Aksial Momen Kekuatan Aksial Aksial Momen Elemen Geser Geser (1/2 Tarik Tekan Lentur Tarik Tekan Lentur (kg) (kg) bentang) (kg) (kg) (kg.mm) (kg) (kg) (kg.mm) 1 Top Chord siku 50.50.5 5473,5 7232,1 680,1 OK Kapasitas

2

Diagonal Ujung siku 50.50.5 5473,5 8054,2

-

-

-

209,8

-

-

OK

3

Bottom Chord siku 50.50.5 5473,5

-

-

147,67

-

-

-

OK

4

Batang Vertikal siku 30.30.3 2417,6 2242,9

-

-

-

4,26

-

-

OK

-

-

182,86

-

-

-

OK

-

-

5 6

Diagonal Tengah Cross Girder

-

siku 30.30.3 2417,6 904,39 siku 50.50.5

-

-

74518,92 3306

48645,1 208,822

OK

Dari hasil rekapitulasi kapasitas komponen terhadap gaya dalam yang bekerja pada komponen tersebut, dapat disimpulkan bahwa setiap komponen pada struktur jembatan model mampu menahan gaya-gaya dalam yang terjadi pada komponen tersebut, yang diakibatkan adanya beban luar dan juga berat sendiri pada struktur. 3.6.2 Desain Sambungan Pada dasarnya pada suatu sambungan terdapat bagian dari komponen yang akan disambung, dan juga alat sambung. Sesuai dengan peraturan KJI ke-9 ini, sambungan yang diperbolehkan hanyalah sambungan baut. Oleh karena itu, untuk semua jenis sambungan pada sistem struktur jembatan model ini digunakan baut dan pelat buhul (gusette plate). Baut adalah alat sambung yang paling banyak digunakan pada suatu konstruksi, terutama struktur yang terdiri dari elemen-elemen terpisah dan perlu dilakukan penyambungan. Kelebihan sambungan baut adalah proses pengerjaannya mudah, dan juga baut mempunyai kekuatan yang baik. Namun, baut adalah alat sambung yang batangnya berulit sehingga memberikan sambungan yang longgar dan agak kasar. Untuk dapat memasukkan baut, lubang yang tersedia harus lebih besar sekitar 1 mm dari diameter baut itu sendiri, karena jika lubang baut terlalu pas makan akan beresiko sulit di dalam pemasangan baut, mengingat bahwa material

baja

merupakan

material

yang

mudah

mengalami

pemuaian/penyusutan akibat perubahan suhu. Tetapi disamping itu sebuah lubang baut juga tidak diperbolehkan jika terlalu besar dari diameter baut


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 yang digunakan, karena hal ini akan mengurangi kekuatan dari sambungan dan juga akan mengakibatkan pergerakan yang seharusnya tidak terjadi pada sambungan. Pergerakan yang seharusnya tidak terjadi ini salah satunya dapat mengakibatkan membesarnya defleksi dari struktur. Oleh karena itu di dalam merencanakan suatu detail sambungan baut pada suatu struktur, kita harus benar-benar memperhitungkan kesulitan pemasangan, mungkin/tidaknya jika sambungan rencana diaplikasikan pada suatu struktur. Pada sambungan jembatan model ini akam digunakan baut mutu tinggi dengan diameter 8 mm, dan juga akan digunakan pelat sebagai bagian dari alat sambung. Berikut ini adalah spesifikasi elemen-elemen yang digunakan dalam sambungan: Tabel 3. 7 Spesifikasi Elemen Sambungan Baut 8 mm 297,5 Mpa Pelat Buhul Teganagan Leleh 240 Mpa Tegangan Ultimate 370 Mpa Pelat Siku Penyambung Cross Girder Tegangan Leleh 240 Mpa Tegangan Ultimate 370 Mpa Diameter Tegangan Ultimate

Pada nantinya tahanan dari satu buah baut ini akan dijadikan sebagai dasar untuk menentukan jumlah baut yang akan digunakan pada sambungan tiap elemen struktur. Pada intinya jumlah baut yang ada harus mampu menahan gaya-gaya dalam yang bekerja pada struktur, desain sambungan baut ini dilakukan berdasarkan gaya dalam pada masing-masing elemen struktur. Sedangkan untuk mendesain pelat buhul yang akan digunakan, terutama ketebalan dari pelat, dilakukan berdasarkan gaya dalam terbesar yang bekerja pada sambungan tersebut. Berikut ini adalah beberapa perhitungan untuk sistem sambungan yang ada pada struktur.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 1. Tahanan Tarik Baut, Rn Tahanan tarik dari satu buah baut yang akan digunakan pada struktur jembatan model adalah sebagai berikut: Keterangan: -

Diameter

: 8 mm

-

Tegangan ultimate baut

: 297,5 Mpa

-

∅f (faktor reduksi)

: 0,75

-

Ab

: luas bruto satu buah baut

Rn  fu b  0,75 Ab 1 Rn  297,5  0, 75     82 4 Rn  11215, 48577 N Rn  1144, 437 kg Rd  0, 75  Rn Rd  0, 75 1144, 437 Rd  858,32775 kg

Jika gaya yang bekerja pada elemen menyebabkan baut pada sistem sambungan menjadi tertarik, maka tahanan tarik desain dari satu baut ini lah yang akan menjadi dasar untuk menentukan jumlah baut. Dapat dilihat dari hasil hitungan diatas bahwa tahanan tarik desain dari satu baut dengan diameter 8 mm adalah 858,32775 kg. Salah satu sambungan yang mengalami tarik adalah sambungan pada cross girder. 2. Tahanan Geser Nominal, Rn Tahanan geser dari satu buah baut yang akan digunakan pada struktur jembatan model adalah sebagai berikut. -

Diameter

: 8 mm

-

Tegangan ultimate baut

: 297,5 Mpa

-

∅f (faktor reduksi)

: 0,75

-

Bagian ulir baut berada pada bidang geser.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Rn  0, 4  m  Ab  f u b  Dengan ulir pada bidang geser 1 Rn  0, 4 1    82  297,5 4 Rn  5981,592412 N Rn  610,3665727 kg Rd  0, 75  Rn Rd  0, 75  610,3665727 Rd  457, 7749295 kg Dapat dilihat dari hasil perhitungan diatas bahwa tahanan geser baut dengan diameter 8 mm adalah 457,775 kg. Sehingga dengan mengethaui kuat geser satu baut ini kita dapat mengestimasikan jumlah baut yang akan direncanakan pada struktur jembatan model, khususnya pada sambungan dimana baut akan mengalami geser. 3. Tahanan Tumpu Berikut ini adalah perhitungan tahanan tumpu dari pelat buhul yang digunakan pada struktur jembatan model, beserta dengan spesifikasi baik dimensi maupun material dari pelat buhul yang digunakan. -

Tebal pelat buhul atas

: 5 mm

-

Tebal pelat buhul bawah

: 4 mm

-

Tegangan leleh

: 240 Mpa

-

Tegangan ultimate

: 370 Mpa

-

𝜙 (faktor reduksi)

: 0,75

Perhitungan tahanan tumpu pelat buhul dengan tebal 4 mm:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Perhitungan tahanan tumpu pelat buhul dengan tebal 5 mm:

Dari hasil perhitungan diatas dapat terlihat bahwa tahanan tumpu pelat buhul dengan tebal 4 mm adalah 2174,6938 kg, dan tahanan tumpu dari pelat 5 mm adalah 2718,367 kg. Nantinya tahanan tumpu dari tiap jenis pelat ini akan dibandingkan dengan gaya aksial terbesar yang bekerja pada tiap titik buhul jembatan model. 4. Lubang Tersusun Yang dimaksud untuk keruntuhan lubang tersusun adalah keruntuhan fraktur dan keruntuhan blok geser. Kedua teori perhitungan ini telah dibahas sebelumnya pada dasar teori komponen. Pada bagian ini yang ditentukan adalah tahanan dari pelat buhul. 5. Sambungan Cross Girder Pada jembatan model ini, cross girder disambungkan menuju rangka batang dengan menggunakan sambungan berbentuk siku dengan ketebalan 5 mm. Berikut ini adalah detail dari sambungan tersebut:



Gambar 3. 45 Detail sambungan cross girder Tebal pelat siku

: 5 mm

Tinggi pelat siku : 45 mm Lebar pelat siku

: 50 mm (satu sisi)

Pada sambungan ini digunakan 4 buah baut, dimana 2 baut berada pada sisi sambungan pelat siku terhadap elemen bottom chord, sedangkan 2 buah baut lainnya berada pada sisi sambungan antara plat siku dengan cross girder. Dengan desain sambungan seperti ini dan dengan pembebanan merata sepanjang cross girder, maka akan terjadi kombinasi geser dan tarik pada baut. Baut pada sambungan akan mengalami kombinasi geser dan tarik jika diasumsikan bahwa sambungannya adalah jepit. Sehingga tahanan dari sambungan direncanakan agar mampu menahan momen yang bekerja pada tumpuan. Dimana kekuatan dari sambungan cross girder akan dicek dengan persamaan sebagai berikut: -

Pengecekan tahanan geser sambungan cross girder: Vu (geser ultimate akibat beban luar) : 213,75 kg Jumlah baut yang menahan geser

: 4 buah

Luas total baut yang menahan geser : 201,0619 mm2 𝜙 (faktor reduksi)

: 0,75


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tegangan geser ultimate (fuv) pada sambungan baut yang menahan geser adalah sebagai berikut:

fuv 

Vu LuasTotal Baut

213, 75  1, 063105 kg mm 2 201, 0619 fuv  10, 42 MPa fuv 

0, 4  fub m  0, 4  0, 75  297,5 1  89, 25MPa fuv  0, 4  fub m OK -

Pengecekan momen pada sambungan cross girder: Mu (momen ultimate pada tumpuan) : 16215,04 kg.mm Jumlah baut yang menahan tarik

: 2 buah

Luas total baut yang menahan tarik (Abt)

: 100,532 mm2

𝜙 (faktor reduksi)

: 0,75

Lebar pelat yang terkena momen (b) : 45 mm fy pelat siku penyambung

: 240 Mpa

Jarak baut dari sisi bawah pelat (y)

: 12 mm

Pertama-tama tentukan besar ft pada baut, dengan persamaan sebagai berikut:

ft  807  1,9 fuv  621MPa ft  807  (1,9 10, 42)  621MPa ft  787, 205  621MPa ft  621MPa Kemudian tentukan tinggi daerah yang tertekan (a) pada pelat akibat momen negatif pada sambungan karena beban luar. a

( Luas baut yang menahan tarik  f t ) ( f y pelat  b)

(100,531 621) (240  45) a  5, 78052 mm a

Setelah mengetahui daerah yang akan tertekan pada sambungan akibat momen negatif yang bekerja pada sambungan, maka kita dapat menentukan besarnya kapasitas sambungan di dalam menahan momen


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 yang bekerja. Perhitungan kapasitas momen nominal dan desain dari sambungan adalah sebagai berikut:

a M n  ( Abt  ft  y )  (a  f y  b  ) 2 M n  (100,531 297,5 12)  (5, 78053  240  45 

5, 78053 ) 2

M n  58032, 48 kg.mm Md   Mn M d  0, 75  58032, 48 M d  43524,36 kg .mm M u  M d OK Dari hasil perhitungan yang dilakukan diatas, maka dapat disimpulkan bahwa sambungan rencana untuk elemen cross girder mampu menahan beban yang bekerja. Berikut ini adalah summary dari jembatan model yang telah dirancang:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 3. 8 Summary Jembatan Model SUMMARY DESAIN JEMBATAN MODEL Jembatan Konfigurasi rangka batang Pratt Jumlah segmen 10 segmen Panjang 6m Lebar 0,9 m Tinggi 0,6 m Profil yang digunakan Top Chord siku 50.50.5 Bottom Chord siku 50.50.5 Diagonal Ujung siku 50.50.5 Diagonal Tengah siku 30.30.3 Batang Vertikal siku 30.30.3 Cross Girder siku 50.50.5, siku 30.30.3 Bracing siku 30.30.3 Material Elemen batang dan Pelat Tegangan leleh 240 Mpa Tegangan ultimate 370 Mpa Baut Diameter 8 mm Tegangan putus 297,5 Mpa Output Analisis Struktur Berat Struktur Total 209,84 kg Lendutan di tengah bentang Beban di seperempat bentang 0,7847 mm Beban di setengah bentang 1,177 mm

3.7

Kesesuaian Perancangan Jembatan dengan Tema Tema yang diangkat pada Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 ini adalah “Jembatan Kokoh, Praktis, Inovatif dan Berwawasan Lingkungan”. Berikut ini adalah pendefinisian akan kesesuaian jembatan model terhadap tema yang telah ditentukan: 1. Kokoh, yang dimaksud dengan kokoh disini adalah struktur jembatan model harus kuat dan tidak mudah rusak di dalam menahan beban yang telah direncanakan. Disamping struktur jembatan mampu menahan beban yang direncanakan, struktur jembatan model juga harus memenuhi batas lendutan ijin yang telah ditentukan.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 2. Praktis, yang dimaksud adalah jembatan model harus berdasarkan praktik, mungkin untuk dilakukan, dan juga praktis di dalam pelaksanaannya. Jembatan model yang direncanakan kali ini termasuk ke dalam kategori praktis dikarenakan pelat buhul dan elemen yang digunakan tidak terlalu banyak, dikarenakan oleh konfigurasi dari rangka batang pada jembatan model ini sendiri, yaitu konfigurasi Pratt. 3. Inovatif, memiliki arti dimana terdapat sesuatu yang baru. Jembatan model yang direncanakan kali ini menggunakan konfigurasi rangka batang Pratt. Namun, konfigurasi Pratt yang digunakan pada jembatan model ini bukanlah Pratt konvensional pada umumnya, dimana konfigurasi Pratt konvensional adalah tiap segmennya memiliki panjang dan tinggi yang sama. Jembatan model kali ini merupakan hasil modifikasi dari konfigurasi Pratt, dimana panjang dan tinggi tiap segmen berbeda-beda dengan maksud agar struktur jembatan model lebih estetis dan juga untuk optimasi kekuatan jembatan model. 4. Berwawasan Lingkungan, berarti di dalam perencanaan dan juga konstruksi jembatan model dilakukan dengan tanpa mencemari lingkungan. Pada jembatan model yang dirancang ini dilakukan efisiensi material baja yang digunakan dengan melakukan penggunaan material benar-benar berdasarkan kebutuhan yang sudah pasti, tanpa ada kelebihan penggunaan material.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 BAB IV METODE PERAKITAN MODEL JEMBATAN

Pendesainan struktur suatu jembatan dalam proyek konstruksi yang riil hanya merupakan sebagian dari rangkaian keseluruhan proses konstruksi itu sendiri. Salah satu tahapan yang tak kalah penting dari tahapan pendesainan struktur adalah tahap pelaksanaan konstruksi. Tanpa adanya metode pelaksanaan konstruksi yang baik, desain awal struktur jembatan yang telah dirancang, hanya akan menjadi sebuah desain di atas kertas semata. Oleh karena itu jenis metode konstruksi yang dipilih untuk konstruksi suatu struktur akan menentukan keberhasilan konstruki dan efisiensi serta efektivitas dalam segi waktu maupun penggunaan sumber dayanya. Terdapat berbagai macam metode konstruksi untuk berbagai jenis jembatan dalam proyek konstruksi jembatan yang riil. Berbagai metode konstruksi jembatan ini dipilih berdasarkan berbagai pertimbangan kondisi lapangan di antaranya kondisi topografi lokasi jembatan, bentuk jembatan, kemudahan pelaksanaan dan ketersediaan teknologi pelaksanaan yang dibutuhkan, biaya, serta waktu yang dibutuhkan. 4.1 Persyaratan Metode Konstruksi Persyaratan Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 tahun 2013 mengenai metode konstruksi jembatan yang dikutip dari panduan yang telah ditetapkan adalah sebagai berikut :  Jumlah segmen sebelum perakitan minimal berjumlah 6 (enam) segmen jembatan.  Alat bantu konstruksi yang digunakan dapat dibongkar-pasang dengan berat maksimum sebesar 240 kg.  Dalam pemasangan alat sambung berupa baut, tidak diperkenankan menggunakan alat bantu pengencang baut elektrik maupun hidrolik.

146 Tim Kuya Saint Venant Ii / Jembatan Espoir

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013  Untuk tahap erection jembatan tidak diperkenankan menggunakan alat-alat otomatis / mekanis.  Dilarang menggunakan sambungan jenis las untuk menyambungkan pelat sambung dengan batang, kecuali untuk sisi tumpuan.  Pada saat proses perakitan jembatan model, area kerja yang diijinkan dan berlaku adalah seperti pada gambar berikut ini :

Gambar 4. 1 Skematik gambar siteplan kompetisi  Waktu pelaksanaan konstruksi tidak boleh melampaui batas waktu maksimum yang diijinkan yakni 120 (seratus dua puluh) menit.  Metode pelaksanaan perakitan jembatan harus menggunakan sistem kantilever atau peluncuran tanpa perancah. 4.2 Landasan dan Jenis Metode Konstruksi Berdasarkan ketentuan – ketentuan yang telah ditentukan pada subbab sebelumnya, maka dipilih suatu metode launching jembatan yang dapat memenuhi persyaratan – persyaratan tersebut. Metode peluncuran jembatan model adalah peluncuran dengan menggunakan launcher yang menerapkan prinsip mekanika sederhana dengan menggunakan bantuan tenaga manusia, tanpa bantuan mesin. Jembatan dirakit dari satu sisi sungai kemudian diluncurkan dari meja kerja dengan system pendorong hingga mencapai fase kantilever. Proses peletakan jembatan ke atas abutmen dibantu dengan


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 menggunakan sistem katrol di masing-masing ujung jembatan agar jembatan dapat diletakkan dengan baik tanpa terjadi benturan. Komponen-komponen utama yang menjadi penyusun struktur launcher secara keseluruhan antara lain : meja kerja, roda dan sistem katrol untuk membantu proses ereksi jembatan melewati sungai, counterweight (beban penyeimbang gaya kantilever pada fase ereksi jembatan), serta segmen tambahan yang berfungsi untuk pengikat pada jembatan selama proses peluncuran berlangsung. Sistem peluncuran jembatan dengan prinsip kantilever ini dipilih dengan pertimbangan-pertimbangan

mengenai

kesesuaian

dengan

pelaksanaan

konstruksi jembatan sebenarnya yang ada di lapangan, kesesuaian dengan bentuk konfigurasi struktur rangka batang jembatan, aspek kemudahan dalam aplikasi dan realisasi untuk kondisi riil jembatan sebenarnya, kemudahan bongkar-pasang launcher saat di area kerja yang tersedia, dan pertimbangan mengenai efisiensi dan optmalisasi biaya dan waktu pengerjaan konstruksi. Kelebihan dari jenis metode konstruksi sistem kantilever ini antara lain: a. Pemasangan dan penyambungan segmen-segmen jembatan model dapat dilakukan dari satu sisi area kerja sehingga pengencangan sambungan baut dapat dikontrol dengan lebih baik. b. Proses peletakan jembatan dilakukan dari dua sisi area kerja dengan menggunakan sistem katrol sehingga proses peletakan jembatan pada abutmen dapat dilakukan dengan perlahan-lahan dan akurat tanpa adanya hambatan yang signifikan. Namun demikian ada hal-hal yang harus diperhatikan secara khusus dalam menggunakan metode launching jembatan dengan sistem kantilever ini yaitu: 1. Perlu dilakukan analisis struktur yang lebih mendalam pada setiap fase-fase proses ereksi jembatan mulai dari fase awal hingga pada fase paling kritis yakni fase kantilever dimana jembatan menggantung di salah satu sisi area kerja. 2. Perlu dilakukan pendesainan detailing pada segmen tambahan yang digunakan untuk mengikat jembatan saat proses ereksi / launching jembatan berlangsung.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Jembatan model merupakan jembatan yang didesain skalatis terhadap jembatan sebenarnya. Pada proses konstruksi jembatan sebenarnya perlu dilakukan segmentasi

pada

bagian-bagian

tertentu

dengan

mempertimbangkan

kemudahan tranportasi dari tempat fabrikasi struktur jembatan menuju ke tempat pelaksanaan konstruksi (site). Dengan prinsip yang serupa, jembatan model yang dibuat perlu dibagi ke dalam 6 (enam) segmen untuk kemudahan perakitan sesuai dengan batas-batas area kerja yang telah ditentukan. 4.3 Pembagian Segmen Jembatan Model Jembatan model dibagi ke dalam 6 (enam) segmen terpisah sesuai dengan ketentuan pada panduan KJI ke-9 ini. Sambungan yang diijinkan untuk antarsegmen jembatan adalah jenis sambungan baut dan proses penyambungan antarsegmen dilakukan di lapangan. Pengecualian jenis sambungan terdapat pada sambungan antara segmen jembatan dan pelat tumpuan yakni diperbolehkan menggunakan jenis sambungan las. Secara garis besar, Jembatan Espoir ini akan dibagi ke dalam 6 (enam) segmen dengan desain jembatan model sebagai berikut:

Gambar 4. 2 Desain Jembatan Model Dengan pembagian keenam segmen tersebut adalah sebagai berikut :


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Gambar 4. 3 Segmen 1 Jembatan Model

Gambar 4. 4 Segmen 2 Jembatan Model







Gambar 4. 9 Segmen 1 - 6 Jembatan Model 4.4 Proses Fabrikasi Proses fabrikasi jembatan model merupakan proses pembuatan elemen-elemen di tempat workshop sebelum pelaksanaan konstruksi jembatan model di area kerja kompetisi. Proses fabrikasi elemen-elemen jembatan model ini meliputi


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 beragam tahap antara lain: pembuatan elemen jembatan, pemotongan dan pelubangan elemen, pembuatan pelat buhul penyambung antar elemen dan lain sebagainya. Proses fabrikasi ini dilakukan dengan tujuan untuk membentuk elemen-elemen struktur penyusun jembatan sesuai dengan spesifikasi material, dimensi, bentuk, serta jumlah elemen sesuai dengan kebutuhan elemen untuk pembuatan jembatan. Sehingga, jembatan model yang disusun nantinya dapat membentuk konfigurasi struktur rangka jembatan sesuai dengan desain rencana pada tahapan sebelumnya. Beberapa kesalahan yang mungkin terjadi dalam tahapan fabrikasi akan berpengaruh cukup signifikan pada performa jembatan model yang telah terakit nantinya. Oleh karena itu, tahap fabrikasi ini perlu mendapat fokus perhatian yang lebih intensif untuk meminimalisasi margin kesalahan fabrikasi yang timbul. Proses fabrikasi dikerjakan oleh tenaga ahli bersertifikat dengan menggunakan peralatan yang memadai. Untuk memastikan proses fabrikasi berjalan sesuai dengan desain jembatan model, perlu dibuat gambar teknik mengenai detail struktur model jembatan beserta detail sambungan sebagai pedoman kerja. Selain itu, perlu dilakukan pengawasan secara intensif untuk memantau setiap progres yang ada dan menghindari margin kesalahan yang masih mungkin terjadi. Secara mendasar, proses fabrikasi yang perlu mendapat perhatian lebih ada pada tahapan pemotongan dan pelubangan baut yang akan diuraikan dalam sub pembahasan sebagai berikut. 4.4.1 Pemotongan Elemen Pendesainan jembatan model menggunakan material baja dengan spesifikasi yang telah diuraikan pada bab-bab sebelumnya, dimana jenis profil baja yang digunakan adalah profil baja jenis siku (L) untuk elemen-elemen struktural jembatan dan profil baja jenis pelat untuk pelat buhul penyambung antar elemen jembatan model. Untuk memperoleh profil baja dengan dimensi yang sesuai dengan dimensi pada desain rencana perlu dilakukan pemotongan profil baja yang dijual di pasaran karena dimensi profil baja yang dijual di lapangan relatif lebih besar dan digunakan untuk struktur bangunan yang riil. Berbeda


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 dengan model jembatan baja yang dibuat pada kesempatan kali ini, yakni jembatan model yang skalatis terhadap jembatan sebenarnya. Tahapan pemotongan elemen ini perlu mendapat perhatian khusus untuk mengurangi kurangnya dimensi elemen dibandingkan dengan dimensi elemen rencana yang dibutuhkan. Hasil pemotongan elemen yang kurang presisi akan berdampak pada kurangnya kekuatan elemen / kapasitas elemen dalam menahan beban luar yang bekerja dan secara keseluruhan akan mempengaruhi kinerja jembatan model. Kesalahan dalam pemotongan akan mengakibatkan kerugian secara materiil karena dimensi yang tidak sesuai menyebabkan profil terebut tidak dapat digunakan untuk elemen struktur jembatan sehingga diperlukan penggantian dengan profil baja yang baru. Sehingga selain dilakukan dengan teliti, pemotongan elemen harus dilakukan secara efektif dan efisien untuk meminimalkan sisa material yang terbuang dan berujung pada penghematan biaya dan lebih ramah lingkungan. 4.4.2 Pelubangan Elemen untuk Sambungan Baut Jenis sambungan antar elemen struktur pada konfigurasi jembatan yang diijinkan sesuai peraturan Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 ini adalah jenis sambungan baut. Salah satu fase yang perlu diperhatikan dalam pembuatan jenis sambungan baut adalah pada fase pelubangan elemen untuk sambungan baut itu sendiri. Pelubangan elemen profil baja siku maupun pelat baja untuk pelat buhul harus presisi satu sama lain untuk kemudahan perakitan di area kerja nantinya. Oleh karena itu diameter lubang baut pada elemen dibuat sekitar 1 mm lebih besar daripada diameter baut yang digunakan sehingga bat dapat masuk ke dalam lubang baut tanpa kesulitan yang berarti. Pelubangan baut perlu dilakukan dengan presisi dan teliti dengan bantuan arahan melalui gambar detail maupun pengawasan secara langsung. Baut dengan diameter 8 mm yang digunakan dalam sambungan jembatan model ini dipasang sedemikian rupa sebagaimana


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 konfigurasi pada gambar teknis yang telah terlampir sehingga setiap sambungan untuk beberapa elemen sekitarnya tersebut bertemu pada satu titik buhul seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar 4. 10 Konfigurasi Lubang Baut 4.4.3 Pemasangan Elemen Elemen-elemen struktural jembatan yang telah dipotong dan dilubangi ini kemudian dirakit menjadi 6 (enam) segmen jembatan seperti yang telah digambarkan sebelumnya dalam subbab pembagiann segmen jembatan

model.

Jenis

sambungan

yang

digunakan

untuk

penyambungan antar elemen tersebut adalah jenis sambungan baut dan dalam pemasangannya harus dibuat sekaku dan seteliti mungkin agar menghasilkan konfigurasi struktur jembatan model yang presisi sesuai dengan desain konfigurasi struktur rencana. 4.4.4 Tahap Akhir Fabrikasi Setelah proses segmentasi jembatan model selesai dilaksanakan perlu dilakukan tahap finishing berupa pengecatan struktur jembatan model yang bertujuan untuk menghindarkan struktur jembatan model dari kontak langsung dengan udara sekitar sehingga tidak terjadi proses oksidasi yang dapat menimbulkan korosi. Selain sebagai salah satu metode perawatan dan pemeliharaan jembatan model, pengecatan juga akan menambah sisi estetika yang ada pada jembaan itu sendiri.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Bagian terakhir adalah pelabelan atau pemberian identitas untuk setiap segmen-segmen yang telah terbagi dan juga pada setiap baut-baut yang digunakan untuk setiap sisinya sehingga mempermudah pelaksanaan perakitan jembatan di lapangan dan meminimalkan kemungkinan segmen maupun baut yang tertukar posisinya. 4.5 Spesifikasi Launcher 4.5.1 Deskripsi Launcher Launcher adalah alat bantu pelaksanaan konstruksi yang digunakan untuk meluncurkan jembatan dari satu sisi area kerja menuju ke sisi seberang area kerja. Perangkat launcher yang digunakan akan terdiri dari beberapa komponen seperti: meja kerja, roda, tuas pemutar roda, tiang penahan, tuas pemutar katrol, katrol pada tiap sisi launcher, sepasang sistem tali untuk masing-masing katrol, dan segmen tambahan beserta lintasan dan sistem pengunciannya.

Gambar 4. 11 Perangkat Launcher 4.5.2 Komponen-komponen Launcher Launcher yang akan digunakan dalam pelaksanaan perakitan jembatan model ini akan terdiri dari beberapa komponen vital di antaranya adalah :  Meja kerja Meja kerja adalah bagian dari sistem launcher yang berfungsi sebagai tempat perakitan segmen-segmen jembatan dan dapat digunakan untuk meluncurkan jembatan setelah semua segmen terakit dengan baik. Panjang meja kerja yang digunakan adalah


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 sepanjang 6 meter dimana segmen terakhir meja kerja dibuat dalam sistem adjustable dan dapat dikondisikan dengan mengeluarkan atau memasukkannya ke dalam segmen meja kerja sebelumnya untuk proses peletakan jembatan ke abutmen.

Gambar 4. 12 Meja Kerja  Roda Sistem roda dibuat dari material aluminium dan dipasang berderet di sepanjang meja kerja, roda ini dipasang dengan jarak 25 cm antara satu roda dengan roda lainnya pada sisi kiri dan kanan meja kerja, sehingga total kebutuhan jumlah roda untuk meja kerja sepanjang 600 cm adalah 24 buah. Untuk mendapat cengkraman yang baik antara roda dengan segmen bawah jembatan model, maka roda aluminium tersebut perlu diberikan lapisan karet atau sejenisnya guna mendapatkan friksi yang cukup baik antara keduanya. Roda ini bekerja dengan sistem pasif dan tidak digerakkan melalui mekanisme sistem tertentu.  Roller dengan tuas pemutar Pada setiap segmen meja kerja ( per 1 meter ) akan dipasang sistem roller dengan tuas pemutar untuk masing-masing roller yang telah dilapisi oleh material karet atau sejenisnya guna meningkatkan friksi antara roller dengan batang bawah jembatan.  Segmen tambahan Segmen tambahan berfungsi untuk mengantarkan jembatan saat proses ereksi jembatan berlangsung, dan segmen tambahan ini bergerak pada lintasan rel yang terdapat di sisi luar kiri dan kanan sepanjang meja kerja. Segmen tambahan ini memiliki roda yang


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 saling menumpu dengan lintasan rel sepanjang meja kerja, dan sistem roda pada segmen tambahan ini digerakkan dengan tuas pemutar agar putaran roda pada segmen tambahan dapat berjalan beriringan satu sama lain. Penghubung antara segmen tambahan dengan segmen terakhir jembatan model berupa penjepit yang dapat mengunci jembatan model, dan segmen terakhir jembatan model terletak di dalam segmen tambahan.

Gambar 4. 13 Segmen Tambahan  Pengunci Jembatan Pengunci segmen jembatan berfungsi untuk menahan pergerakan berlebihan pada rangkaian segmen yang masih dalam proses penyambungan. Pengunci jembatan dapat berupa penjepit yang menghubungkan segmen dengan meja kerja. Penjepit dapat dipasang dan dilepaskan dari meja kerja.  Counterweight Counterweight merupakan beban penyeimbang yang digunakan untuk melawan berat jembatan model saat proses peluncuran berlangsung. Beban penyeimbang ini juga berfungsi untuk menahan jembatan model beserta meja kerja supaya tidak terguling / terjungkal ke dalam sungai pada saat fase kantilever paling kritis. Counterweight ini diletakkan di ujung launcher sisi kiri supaya diperoleh lengan gaya terpanjang sehingga nilai momen yang muncul adalah momen terbesar guna mengimbangi berat jembatan


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 model pada fase kantilever paling kritis tersebut dengan berat counterweight paling minimum.

Gambar 4. 14 Counterweight  Sepasang sistem katrol Sistem katrol digunakan untuk membantu ujung-ujung jembatan model agar tetap seimbang pada saat fase kantilever paling kritis dan membantu peletakan jembatan model ke atas abutmen. Sistem katrol ini menggunakan sistem pengulur berpengunci sehingga memudahkan pengoperasian katrol itu sendiri. Tuas katrol cukup diputar untuk mengulur dan hanya perlu dikunci dengan menggunakan sistem pengunci untuk mencegah tali tetap terulur.

Gambar 4. 15 Sistem Katrol


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 4.6 Perhitungan Struktur Terhadap Kelayakan Metode Konstruksi 4.6.1 Perhitungan Kekuatan Penampang Sebagaimana telah dijelaskan pada subbab sebelumnya, struktur jembatan model yang telah didesain harus diperhitungkan gaya-gaya yang bekerja saat jembatan masih kantilever ( jembatan menjadi kantilever saat jembatan masih belum mencapai tumpun di seberang “sungai”). Perhitungan dilakukan dengan SAP 2000, dengan langkahlangkah pengerjaan sebagai berikut: 1. Struktur model jembatan dibuat perletakan jepit di keempat joint pada salah satu tumpuan dan bebas di tumpuan yang lainnya. 2. Gaya-gaya dalam yang telah didapatkan dari program SAP 2000 dianalisis kekuatan menahan beban struktur kantilever. Dari pemodelan SAP yang telah dilakukan akan diperoleh beban aksial tekan dan beban aksial tarik terbesar pada setiap jenis penampang. Setiap gaya dalam yang didapatkan dibandingkan dengan kekuatan penampang profil yang digunakan dan telah dihitung pada BAB III. Kekuatan profil penampang harus melebihi gaya aksial tarik atau tekan akibat metode kostruksi sehingga dapat disimpulkan bahwa penampang masih dapat menanggung beban akibat metode konstruksi. 4.6.2 Pemeriksaan Kekuatan Sambungan Kekuatan sambungan baut pada jembatan model pada saat fase peluncuran jembatan pada posisi kantilever paling kritis juga perlu diperhitungkan secara teliti agar jembatan model tidak mengalami kegagalan di sambungan pada saat fase pelaksanaan konstruksi (launching).


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 4.7 Proses Perakitan di Lapangan 4.7.1 Tahap Perakitan Tahap perakitan jembatan model di lapangan akan mengikuti tahaptahap sebagai berikut: 1. Instalasi awal launcher, pemasangan katrol, tali katrol, segmen tambahan, roda dan rel serta peletakan counter weight.

Gambar 4. 16 Setting Awal Launcher 2. Perakitan segmen satu per satu ke atas meja kerja di atas launcher

Gambar 4. 17 Pemasangan Segmen 6


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Gambar 4. 18 Pemasangan Segmen 5






Gambar 4. 22 Pemasangan Segmen 1 3. Segmen terakhir disambung menggunakan segmen tambahan meggunakan penjepit.

Gambar 4. 23 Pemasangan Segmen Tambahan Pada Segmen 6 4. Jembatan diluncurkan dengan mekanisme pendorong. Jembatan dilucurkan sampai jembatan dalam posisi kantilever.

Gambar 4. 24 Peluncuran Jembatan dengan Mekanisme Pendorong


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 5. Saat mencapai posisi kantilever yang paling kritis, segmen jembatan di kedua ujung jembatan dikaitkan dengan tali pada sepasang system katrol

Gambar 4. 25 Peluncuran Jembatan 6. Jembatan diturunkan perlahan-lahan dengan mengulurkan tali katrol dari kedua sisi jembatan secara bersamaan. Setelah jembatan terletak dengan sempurna, tali katrol dilepaskan dari ujung-ujung jembatan. 7. Pemeriksaan kembali jembatan yang sudah terpasang. 8. Pemasangan plat multiplex. 9. Jembatan model selesai dikonstruksi 4.7.2 Estimasi Waktu Perakitan 

Waktu yang dibutuhkan sebelum pelaksanaan di lapangan Sebelum perakitan jembatan di lapangan, dilakukan proses pemotongan profil untuk membentuk segmen dan pelubangan baut untuk elemen jembatan maupun launcher. Waktu yang disediakan oleh panitia untuk proses fabrikasi sebelum perakitan di lapangan sebesar 3 bulan, yaitu dari tanggal 19 Agustus 2013 sampai dengan 18 Nopember 2013.



Waktu yang dibutuhkan saat pelaksanaan di lapangan Waktu yang dibutuhkan untuk merakitan keenam segmen jembatan dan meluncurkan jembatan dengan menggunakan launcher diestimasikan sebagai berikut:


KOMPETISI JEMBATAN INDONESIA KE-9 2013 Tabel 4. 1 Estimasi Waktu Perakitan Jembatan Model

PEKERJA A Mengangkat segmen 6 ke atas meja kerja Perakitan segmen 5-6 Mengangkat segmen 3 ke atas meja kerja Mengangkat segmen 2 ke atas meja kerja Perakitan segmen 3-4 Memasang multiplek dan elemen arsitektural PEKERJA B Mengangkat segmen 5 ke atas meja kerja Mengangkat segmen 4 ke atas meja kerja Perakitan segmen 5-6 Perakitan segmen 4-5 Mengangkat segmen 3 ke atas meja kerja Mengangkat segmen 2 ke atas meja kerja Perakitan segmen 2-3 Pemasangan tali katrol pada segmen 1 Menurunkan jembatan ke abutmen Melepaskan tali katrol pada segmen 1 PEKERJA C Mengangkat segmen 5 ke atas meja kerja Mengangkat segmen 4 ke atas meja kerja Perakitan segmen 4-5 Mengangkat segmen 3 ke atas meja kerja Mengangkat segmen 2 ke atas meja kerja Mengangkat segmen 1 ke atas meja kerja Perakitan segmen 1-2 Memeriksa posisi jembatan PEKERJA D Pemasangan tali katrol pada segmen 6 Menurunkan jembatan ke abutmen Memeriksa posisi jembatan Melepaskan tali katrol pada segmen 6 Memasang multiplek dan elemen arsitektural

1 2 3 4 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 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

164 TIM KUYA SAINT VENANT II / JEMBATAN ESPOIR

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 BAB V METODE PERAWATAN DAN PERBAIKAN JEMBATAN SEBENARNYA

Jembatan merupakan bagian yang penting dalam suatu sistem jaringan jalan Jembatan seringkali dibangun melintasi sungai atau penghalang lalu lintas lainnya, sehingga kerusakan atau keruntuhan jembatan akan mengganggu kelancaran transportasi orang dan barang. Hal ini tidak dapat terjadi tanpa melakukan pemeriksaan, perawatan dan perbaikan pada jembatan. Pemeriksaan pada jembatan meliputi penggunaan jembatan selama masa rencana apakah sesuai dengan yang direncanakan, perawatan elemen-elemen jembatan agar dapat terlindungi dari kerusakan permanen, dan perbaikan pada elemen-elemen jembatan yang telah mengalami kerusakan. Hal-hal tersebut dilakukan dilakukan agar jembatan dapat mencapai masa layan yang telah direncanakan. 5.1 Pemeriksaan Jembatan Pemeriksaan jembatan dilakukan untuk meyakinkan bahwa jembatan berada dalam keadaan aman bagi para pengguna jalan sehingga menjaga nilai investasi jembatan tersebut. Pemeriksaan jembatan merupakan suatu proses pengumpulan data fisik dan kondisi secara struktur jembatan dari awal sejak jembatan tersebut masih baru dan berkelanjutan selama umur jembatan.



Gambar 5.1 Bagian-bagian jembatan rangka baja Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan Data jembatan dari hasil pemeriksaan digunakan untuk merencanakan suatu program pemeliharaan, rehabilitasi, perkuatan dan penggantian jembatan. Pemeriksaan jembatan mempunyai beberapa tujuan yang spesifik yaitu: a) Memeriksa keamanan jembatan pada saat layan b) Menjaga terhadap ditutupnya jembatan c) Mencatat kondisi jembatan pada saat tersebut d) Menyediakan data bagi personil perencanaan teknis, konstruksi dan pemeliharaan e) Memeriksa pengaruh dari beban kendaraan dan jumlah kendaraan. f) Memantau keadaan jembatan secara jangka panjang g) Menyediakan informasi mengenai dasar daripada pembebanan jembatan. Data jembatan dikumpulkan dari berbagai jenis pemeriksaan yang berbeda dalam skala dan intensitasnya, frekuensinya dan secara sifat masing-masing elemen jembatan atau pemeriksaan secara detail. Jenis pemeriksaan yang utama dalam sistem informasi manajemen jembatan adalah sebagai berikut:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013  Pemeriksaan Inventarisasi.  Pemeriksaan Detail.  Pemeriksaan Rutin.  Pemeriksaan Khusus.  Pemeriksaan Sekilas Pada jembatan rangka baja ada beberapa kemungkinan jenis-jenis kerusakan yaitu: a) Penurunan mutu dari cat dan galvanisasi b) Karat c) Kerusakan pada bagian-bagian baja d) Ikatan/sambungan yang longgar e) Keretakan 5.1.1 Pemeriksaan Inventarisasi Pemeriksaan Inventarisasi dilakukan untuk mencatat data administrasi, dimensi, material dan kondisi setiap jembatan dan data-data tambahan lainnya pada setiap jembatan, termasuk lokasi jembatan, penjang bentang dan jenis konstruksi untuk setiap bentang ke.dalam database. Kondisi secara keseluruhan diberikan pada komponen-komponen utama bangunan atas dan bangunan bawah jembatan. Pemeriksaan inventarisasi juga dilaksanakan jika pada jembatan yang tertinggal pada waktu database dibuat. Selanjutnya pada jembatan baru yang belum pernah dicatat harus dilaksanakan pemeriksaan inventarisasi. Perlintasan Kereta Api, lintasan bawah, lintasan ferry, penyeberangan sungai, gorong-gorong dan juga diperiksa dan didaftar. Pemeriksaan inventarisasi dilakukan oleh pemeriksa dari instansi yang terkait yang sudah dilatih atau oleh seorang sarjana yang berpengalaman dalam bidang jembatan.



Gambar 5. 1 Pengukuran Panjang Total dan Panjang Bentang Pada Jembatan Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan 5.1.2 Pemeriksaan Detail Pemeriksaan secara mendetail dilaksanakan untuk menilai secara akurat kondisi suatu jembatan. Semua komponen dan elemen jembatan diperiksa dan kerusakan-kerusakan yang berarti dikenali dan didata. Pemeriksaan secara detail pada umumnya dilaksanakan maksimum dalam jangka waktu lima tahun. Jembatan tidak dipilih untuk pemeriksaan secara detail bila panjangnya kurang dari 6 meter, atau tidak ada dalam Program Kerja yang terbaru , untuk mendaftarkan ke dalam database dan mencatatnya dalam format pemeriksaan detail. Lintasan basah tidak diperiksa. Dasar dari sistem pemeriksaan secara detail adalah penilaian kondisi elemen dan kelompok elemen menurut keadaanya dan keseriusan dari kekurangan/kelemahannya.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 5.1.3 Pemeriksaan Rutin Pemeriksaan rutin dilaksanakan untuk memastikan bahwa perubahanperubahan tiba-tiba atau yang tak terduga dalam kondisi jembatan secara keseluruhan yang terjadi antara dua pemerisaan detail terdeteksi dan dilaporkan dan agar tindakan tepat dapat diambil. Secara lebih khusus pemeriksaan rutin dilakukan untuk memastikan bahwa jembatan stabil dan aman, menentukan apakah pemeliharaan rutin yang efektif sedang dilakukan dan menentukan apakah dibutuhkan tindakan darurat. Pemeriksaan rutin dilaksanakan paling kurang setahun sekali, tapi dapat lebih sering tergantung pada situasi dan kondisi atau keinginan masingmasing. 5.1.4 Pemeriksaan Khusus Pemeriksaan khusus biasanya disarankan oleh pemeriksa jembatan pada waktu pemeriksaan detail karena pemeriksa merasa kurangnya data, pengalaman

atau

keahlian

untuk

menentukan

kondisi

jembatan.

Pemerisaan khusus mungkin membutuhkan teknik-teknik dan peralatan yang canggih, tanpa melepaskan tekni-teknik visual dan pengetahuan dan penilaian dalam bidang Teknis.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Tabel 5. 1 Pilihan Metod Penilaian untuk Pemeriksaan Khusus Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan

5.1.5 Pemeriksaan Sekilas Pemeriksaan sekilas merupakan pemeriksaan visual yang biasanya berhubungan dengan pemeriksaan jalan. Pemeriksaan sekilas bertujuan untuk; 1. memeriksa keadaan struktur jembatan masih aman untuk dilalui oleh lalu lintas 2. memeriksa keselamatan struktur secara keseluruhan danterpadu 3. memeriksa kondisi tidak lazim yang membuntuhkan penelitian lebih lanjut,pemeliharaaan berkala atau penanganan darurat Tabel 5. 2 Elemen Pemeriksaan Sekilas Sumber : BMS Panduan Pemeliharaan dan Rehabilitasi Jembatan Daftar elemen Uraian Daerah aliran sungai /Tanah timbunan

Uraian Daerah aliran sungai



Bangunan Bawah Bangunan Atas

Gorong-gorong

Pengaman scouring timbunan Pondasi Kepala Jembatan/pilar Sistem gelagar Jembatan Plat Pelengkung Balok pelengkung Rangka Gantung Sistem lantai Sambungan Lantai Landasan/Perletakan Sandaran Perlengkapan Gorong- gorong persegi Gorong- gorong pipa Gorong-gorong Pelengkung

Contoh dari elemen-elemen tersebut terdapat dalam gambar-gambar berikut ini :

Gambar 5. 2 Elemen-elemen Jembatan Sumber : BMS Panduan Pemeliharaan dan Rehabilitasi Jembatan



Gambar 5. 3 Elemen-elemen Jembatan (sambungan) Sumber : BMS Panduan Pemeliharaan dan Rehabilitasi Jembatan

Gambar 5. 4 Elemen-elemen Jembatan (sambungan) Sumber : BMS Panduan Pemeliharaan dan Rehabilitasi Jembatan


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 5.2 Pemeliharaan Jembatan Pekerjaan pemeliharaan rutin pada jembatan dibatasi dalam hal pembersihan secara umum dan pembersihan tumbuh-tumbuhan, melancarkan aliran di saluran dan perbaikan kerusakan kecil. Pemeliharaan berkala mencakup secara berkala seperti pengecatan, perbaian lapisan lantai jembatan dan sebagainya serta perbaikan-perbaikan kecil ada jembatan, bangunan pengaman daan perkuatan struktur jembatan. 5.2.1 Pemeliharaan Rutin Pemeliharaan rutin pada dasarnya menjaga jembatan dalam keadaan seperti semula dan mencakup beberapa pekerjaan yang berulang, yang secara teknis cukup sederhana. Pemeliharaan rutin dilakukan sejak awal saat jembatan masih dalam keadaan baru sampai jembatan tersebut mencapai masa layan nya, Pemeliharaan rutin mencangkup beberapa seperti : a) Pelaksanaan pembersihan, jembatan harus dibersihkan untuk menjamin tidak ada penumpukan kotoran yang menyebabkan kerusakan elemen jembatan atau jembatan secara keseluruhan dikemudian hari b) Pengecatan sederhana c) Penanganan kerusakan ringan, yang termasuk seperti penanganan lubang-lubang dab kerusakan pada permukaan lantai kendaraan serta jalan pendekat d) Pemeliharaan permukaan jalan, terdiri daari penambalan lubang dan perbaikan kerusakan lapisan aspal pada embatan serta jalan pendekatnya. 5.2.2 Pemeliharaan Berkala Pemeliharaan berkala adalah suatu usaha untuk menjaga jebatan tetap dalam kondisi yang layak dan daya layan yang baik setelah pembangunan. Pemeliharaan berkala terdiri dari beberapa kegiatan seperti:


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 a) Kegiatan pemeliharaan berkala yang diduga i

pengecatan ulang, dilakukan dengan maksud untuk melindungii bagian-bagian baja terhadap karat, memberi tanda pd elemen, mengarahkan lalu lintas, melindungi betin

terhadap

kelembababn

dan

kayu

tehadap

pembusukan dan serangga. ii pergantian lapisan permukaan, permukaan aspal yang berda di atas lantai baja atau lantai beton akan tahan sekitar 5-8 tahun sebelum memerlukan penggantian iii penggantian kayu lajur roda kendaraan, memerlukan penggantian setiap 2 tahun. iv pemeliharaan perletakan, harus dibersihkan dngan baik dri tumbuha-tumbuhan,

lumut

dan

kotoran.

Pencucian,

penyikatan dan penggosokan hendaknya dilakukan apabila diperlukan. b) Perbaikan sederhana a) pengantian elemen-elemen kecil, dilaksanakan apabila diperlukan agar bagian-bagian kecil/sekunder tersebut dapat kembali berfungsi sebagaimana mestinya. b) perawatan bagian yang bergerak, agar bagian tersebut tetap dapat berfungsi dengan baik. Agar bagian tersebut tetap dapat berfungsi dengan baik biasanya diberi perlumasan yang teratur dengan jenis gemuk berat setelah dibersihkan terlebih dahulu. 5.3 Perbaikan Jembatan Rehabilitasi dan perbaikan besar yang berarti adalah pekerjan ppemeliharaan dalam skala yang lebih besar dan biasanya lebih mengarah pada pekerjaan pengaturan aliran sungai, penggantian dan perbaikan besar pada lantai beton atau perbaikan besar pada bangunan di bawah yang mana memerlukan pemasangan turap (coferdam) serta perbaikan betonan dengan jumlah yang cukup banyak


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 5.3.1 Perbaikan Penurunan Mutu Lapisan Pelindung Terhadap Karat Baja akan berkarat apabila tidak dilindungi terhadap udara dan air. Baja dilindungi dengan cat atau galvanis. Lapisan pelindung permukaan daoat rusak akibat waktu/umur atau lecet akibat suatu gesekan. Penurunan mutu pada awalnya dapat terlihat dengan timbulnya gelembung pada permukaan. Ini menandakan bahwa karat mulai timbul dibawah lapisan pelindung.

Gambar 5. 5 Bagian-bagian yang Menunjukkan Kerusakan Awal Pada Cat Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan Penurunan mutu lapisan pelindung dapat disebabkan oleh umur, lingkungan yang mengandung karat, lapuk, kecelekaan, penanganan yang buruk pada waktu awal dan kekerasan/tangan jahil. Penanganan yang dapat dilakukan adalah pertama-tama harus dilakukan penyiapan permukaan dan pembersihan dengan cara mencuci dan menyikat akan tetapi tidak menyebabkan kerusakan pada permukaan baja atau bagian lainnya. Kedua harus dilakukan pengecatan sebagai bagian dari pemeliharaan rutin.



Tabel 5. 3 Jenis kondisi dan Penanganan yang Direkomendasikan Sumber : BMS Panduan Pemeliharaan dan Rehabilitasi Jembatan Nilai kondisi

Penanganan yang direkomendasikan

Kerusakan 1 -2

Kerusakan terbatas dan tidak parah.permukaan lapisan pelindung harus dibersihkan dan dilakukan pengecatan sebagai pemeliharaan rutin Pembersihan dilakukan dengan mencuci dan menyikat dengan sikat kawat bagian berkarat. Penegecatan dapat dilakukan dengan kuas dan cat yang digunakan ;  

Kerusakan 3 – 4

Cat dasar –> jenis alkyd zinc chromate dengan ketebalan 40 mikron (minimum) Cat akhir - > jenis alkyd anamel denganketebala 50 mikron (minimum)

Masalahnya bersifat umum.Karat sudah mempengarahui kekuatan baja.Pekerjaan ini bukan lagi bagian dari pemeliharaan rutin jembatan.sandaran yang rusak akan dimasukan kedalam kegiatan pemliharaan rutin.

Kerusakan 4 – 5

Keadaan umum elemen harus diperiksa.Jika kerusakan parah maka pengantian harus dilakukan daripada pemeliharaan

Dalam segala keadaan, harus dilakukan pengecatan dengan cat dasar segera setelah dilakukan persiapan permukaan dan pembersihan untuk mencegah terjadinya karat di hari yang sama. 5.3.2 Kerusakan Karat Karat pada baja dapat menurunkan tahanan baja karena akan mengurangi luas efektif elemen baja.. Jika karat terjadi diantara dua pelat baja,


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 geerakan mengembang akibat karat dapat merenggangkan pelekataan antara kedua pelat. Ini mengakibatkan beban tambahan pada paku keling, baut, las dab dapatt mengakibatkan kegagalan pada sambungan atau titik buhul.

Gambar 5. 6 Sambungan Berlapis yang Mengembang Karena Karat Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan

Gambar 5. 7 Tempat-tempat dimana umumnya terjadi karat pada jembatan rangka Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan Perlu dibersihkan secara menyeluruh semua permukaan yang berkarat untuk menentukan luas penampang yang rusak/hilang dari komponen jembatan. Jika kurang dari 15% maka dapat di bersihkan dan dan dilapisi ulang dengan lapisan pelindung. Jika lebih dari 15% maka harus dilkukan pemeriksaan khusus dan dapat melakukan hal seperti: 

Pembentukan kembali


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Jika daerah cakupan kecil (< 200 mm panjangnya) maka kerusakan dapat diperbaiki dengan mengembalikan pada bentuk semula dengan teknik pengelasan yang sesuai .Proses pengelasan ahrus berpadan dengan tipe baja aslinya.Semua elemen yang rusak harus dibersihkan secara menyeluruh sebelum dilakukan pengelasan. 

Perkuatan bagian yang lemah Perkuatan bagian yang lemah dapat dilaksanakan dengan menambah plat baja atau gelagar tambahan untuk dapat memikul beban. Harus diperhatikan dengan adanya

penambahan plat dan gelagar

adalah penempatan yang benar agar dapat memikul beban. 

Penggantian Penggantian bagian yang rusak harus mengembalikan bagian tersebut pada kapasitas beban rencan semula. Hal yang harus diperhatikan pada saat penggantian adalah penunjang sementara.Penunjang sementara harus mampu memikul jembatan pada saat satu bagian di pindahkan dan yang lainnya di pasang.selama penggantian jembatan harus di tutup.

5.3.3 Perbaikan Kerusakan Deformasi Pada Baja Perubahan bentuk atau deformasi adalah masalah yang sangat krritis apabila elemen yang mengalami deformasi tersebut berada dalam kondisi tertekan atau mengalami momen. Akan tetapi deformasi yang terjadi akibat gaya tari tidaklah berbahaya.

Gambar 5. 8 Perubahan bentuk setempat Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Adapun beberapa penanganan kerusakan deformasi baja: 

Perbaikan Perbaikan adalah meluruskan kembali elemen baja yang terdeformasi. Hal ini dapat dilakukan dengan pemberian tekanan ,melakukan pemanasan yang telah diijinkan ataupun kombinasi keduanya. Jika inigin melakukan Perbaikan dengan pemanasan maka dibutuhkan data sifat-sifat baja dalam kondisi yang terkena beban termal dari seorang metalurgi.

Gambar 5. 9 Pelurusan elemen baja dengan tekanan Sumber : BMS Panduan Pemeliharaan dan Rehabilitasi Jembatan 

Penunjang Penunjang atau penopang akan mempengaruhi panjang bentangan efektif dari elemen jembatan baja, contoh penunjang seperti: 1. Menunjang gelagar yang melendut atau balok kepala melintang antara dua perletakan 2. Menunjang ikatan angin ujung yang rusak pada rangka baja untuk menghentikan penurunanan



Perkuatan Perkuatan dapat dilaksanakan untuk perbaikan sementara maupun tetap apabila terjadi lendutan karena beban berlebihan. Jika terjadi karena tabrakan atau kecelakaan maka sambungan harus sesuai dengan beban yang disalurkan melewati bagian yang rusak.



Penggantian Penggantian adalah pengembalian elemen pada kapasitas struktur semula. Tahap paling berbahaya adalah saat elemen-elemen kritis seperti gelagar atau komponen rangka baja utama akan dipindah untuk digantikan dengan yang baru. Penggantian elemen baja utama atau gelagar pada jembatan harus dilakukan perencanaan yang matang. Pada saat penggantian elemen lalu lintas sebaiknya di tutup, tetapi jika lalu lintas diharuskan dibuka maka pada saat penggantian harus dilakukan perkuatan jembatan misalnya menempatkan gelagar baru disamping gelagar yang sudah ada.

5.3.4 Perbaikan Retak Pada Elemen Baja Retak pada komponen baja dapat terjadi karena suatu benturan akibat kecelakaan (tumbukan kendaraan dan lain-lain) atau adanya beban berulang. Jika hal ini terjad karena beban berulang maka hal ini merupakan suatu kelelahan daripada logam. Retak dapat terjadi pada komponen itu sendiri atau pada sambungan seperti pada las.

Gambar 5. 10 Tempat Dimana Biasanya Terjadi Retak Pada Gelagar Baja Dengan Pelat Penutup Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan Penangan yang dilakukan terhadap baja yang retak adalah sebagai berikut :



Menghilangkan Gaya Dengan Membor Lubang Metode ini hanya dapat dipakaiuntuk keretakan kecil tapi memerlukan pemantauan setelah dilakukan pengeboran.



Perbaikan Retak Dengan Pengelasan Perbaikan ini paling umum dilakukan jika terjadi kerusakan pada baja. Keretakan tersebut dapat dibentuk dan ditangani dengan las sambungan.



Perbaikan Retak Dengan Plat Penutup Pelatr penutup dipasang untuk memberi perkuatan pada elemen yang rusak. Pelat penutup biasanya dilekatkan dngan cara pengelasan atau dengan baut.



Penggantian atau Perkuatan Elemen baja yang retak dapat diperbaiki dengan memperkecil beban yang dipikul atau dengan memberikan balok penunjang guna menampung semua atau sebagian beban yang ada. Penggantian elemen reusak merupakan metode perbaikan yang paling baik. Akan tetapi harus menghentikan lalu lintas yang lewat di jembatan selama proses penggantian berlangsung.

5.3.5 Ikatan/Sambungan yang Longgar Sambungan pada konstruksi baja biasanya ada tiga macam : dengan baut, dengan paku keling dan dengan las. Longgar atau rusaknya paku keling atau baut mutu tinggi dapat mudah diketahui. Pada umumnya sambungan yang longgar attau rusak akan ditemukan pada komponen dekat tempat pembebanan.



Gambar 5. 11 Paku Keling, Baut dan Las Sumber : BMS Panduan Pemeriksaan Jembatan Cara penanganan: 

Baut dan Paku Keling Bilamana sambungan longgar, maka harus diencangkan. Bilamana sambungan paku keling atau baut mutu tinggi menjadi longgar, maka harus diganti dengan yang baru. Bilamana lubang baut dan paku keling menjadi besar diameternya, maka lubang harus diperbesar sampai adanya ukuran baut atau paku keling.



Sambungan Las Jika elemen longgar karena las pecah, maka ujung bahan harus dibersihkan lalu dilas kembali.

5.4 Perbaikan Darurat dan Penanganan Sementara Perbaikan darurat pada hakekatnya merupakan kejadian yang tidak bisa didugaduga. Maka penting apabila setiap provinsi tersedia sumber-sumber yang diperlukan untuk dapat bertindak secara cepat dan pasti bila terjadi keadaan darurat. Pekerjaan sementara dibutuhkan untuk mempertahankan struktur tetap dapat dipakai sebab tak dapat dihindari bahwa beberapa jembatan tidak akan tetapberada pada tingkat kemampuan yang diinginkan hingga diselesaikannya tindakan-tindakan perbaikan.


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Penanganan sementara harus dilaksanakan dalam hal kerusakan jembatan disebabkan oleh kecelakaan, untuk menjamin keselamatan struktur itu sendiri dan pemakai jalan. Perbaikan darurat dapat mencakup kegiatan-kegiatan sebagai berikut: 

Perbaikan pada bagian awal guard rail (pengaman)



Pembuatan bangunan penahan tanah untuk menahan timbunan dan sebagainya



Perbaian bangunan pengamanan aliran sungai



Pembuatan pembatasan sementara lainnya atau mengalihkan lalu-lintas ke jalan alternatif



Pemasangan jembatan sementara



Penggantian komponen

Penanganan sementara dapat mencakup kegiatan-kegiatan sebagai berikut: 

Membuat penyangga sementara dari bagian bawah gelagar



Penambahan baut untuk memperkuat komponen



Penambahan tiang pancang pada tiang pancang yang sudah ada



Memasang bangunan sementara diatas bangunan yang sudah ada guna memindahkan beban bangunan atas yang ada


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 BAB VI RANCANGAN ANGGARAN BIAYA

Dana merupakan salah satu faktor penting dalam keberjalanan sebuah proyek. Untuk suatu proyek, diperlukan jadwal yang efektif dan efisien sehingga akan menghemat jumlah anggaran yang diperlukan. Rencana Anggaran Biaya (RAB) adalah perhitungan biaya suatu konstruksi berdasarkan gambar bestek dalam persyaratan terlampir. Tujuan pembuatan Rencana Anggaran Biaya (RAB) adalah untuk memberikan gambaran yang pasti mengenai bentuk, besar biaya, pelaksanaan dan penyelesaian. Dana merupakan salah satu faktor penting dalam keberjalanan sebuah proyek. Dalam proyek jembatan model ini, akan dibuat estimasi biaya yang diperlukan untuk keberjalanannya..


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 Berikut adalah estimasi biaya pembuatan Model Jembatan Espoir : Tabel 6. 1 Rencana Anggaran Biaya Jembatan Model

STRUCTURAL COMPONENTS Nama Alat

Merk

Spesifikasi Barang

Harga Satuan

Jumlah

Harga

Profil 30.30.3 Profil 50.50.5 Gussete Plate Gussete Plate Baut Mutu Tinggi Launcher Multiplek Fabrikasi

EXP.QUALITY Krakatau Steel Krakatau Steel Krakatau Steel -

BJ-37, 6 m BJ-37, 6 m BJ-37, 0.3 cm, 1.2x2.4 m BJ-37, 0.4 cm, 1.2x2.4 m D-8, setara A325 12 mm -

Rp70,000 Rp220,000 Rp1,800,000 Rp2,000,000 Rp2,500 Rp5,000,000 Rp1,000,000 Rp5,000,000

7 5 1 1 380 1 2 1

Rp490,000 Rp1,100,000 Rp1,800,000 Rp2,000,000 Rp950,000 Rp5,000,000 Rp2,000,000 Rp5,000,000


Pajak (12%) Rp58,800 Rp132,000 Rp216,000 Rp240,000 Rp114,000 Rp600,000 Rp240,000 Rp600,000 TOTAL

Harga + Pajak Rp548,800 Rp1,232,000 Rp2,016,000 Rp2,240,000 Rp1,064,000 Rp5,600,000 Rp2,240,000 Rp5,600,000 Rp20,540,800

Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 BAB VII PENUTUP

Pada proposal yang kami ajukan untuk mengikuti Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 ini, dibahas proses perancangan desain sebuah jembatan, analisis struktur dan metode perakitan jembatan. Berikut merupakan kesimpulan dari proposal ini adalah sebagai berikut: 1. Konfigurasi jembatan yang dipilih adalah jembatan rangka baja dengan tipe “Pratt”. 2. Jembatan ukuran sebenarnya merupakan jembatan rangka baja jalan raya 2 lajur 2 arah dengan panjang bentang 60 meter, lebar 9 meter dan tinggi 5 meter. Hasil desain dilakukan sesuai dengan peraturan Bridge Management System (BMS) 1992 adalah sebagai berikut: 

Mutu baja

: BJ-37



Batang Top Chord

: TUBE 600.30



Batang Bottom Chord

: TUBE 200.6



Batang Diagonal Ujung

: TUBE 600.30



Batang Diagonal

: TUBE 300.16



Batang Vertikal

: TUBE 260.12



Batang Cross Girder

: TUBE 600.30



Batang Bracing

: TUBE 70.7

3. Berikut spesifikasi jembatan model yang akan digunakan dalam kompetisi ini :



Mutu baja

: BJ-37



Elastisitas

: 200.000 MPa



Fy (tegangan leleh)

: 240 MPa



Fu (tegangan ultimit) : 370 MPa



Baut

: D-8 mm



Profil elemen

: SIKU 50.50.3 dan SIKU 30.30.3



Panjang Jembatan

: 6 meter



Lebar Jembatan

: 0,93 meter



Tinggi Jembatan

: 0,6 meter



Massa Struktur

: 209,84 kg



Lendutan

: 1,177 mm (<7,5 mm; kondisi servis)

4. Penentuan kofigurasi jembatan model memperhitungkan aspek kepraktisan, kekakuan, kekuatan, dan keindahan. 5. Jembatan terdiri dari 10 segmen. Semua sambungan pada jembatan merupakan komponen gabungan dengan memakai sambungan baut. 6. Metode konstruksi dalam perakitan jembatan model adalah dengan menggunakan gabungan sistem katrol dan kantilever. Pemilihan metode ini didasarkan pada kemudahan, keamanan dan realistis. Pada kondisi sebenarnya metode ini juga ramah lingkunga karena tidak membuat polusi suara yang besar dan bahan dapat menggunakan besi bekas pakai. 7. Total biaya yang perlu dikeluarkan untuk biaya perakitannya adalah Rp 20.540.800,-


Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 2013 DAFTAR PUSTAKA

Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Bina Marga. 1993. Bridge Management System. Indonesia dan Australia. Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Bina Marga. 2009.Pemeriksaan Jembatan Rangka Baja. Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. Jakarta: Erlangga. Surahman, Adang. 2010. Catatan Kuliah SI-3112 Struktur Baja. Bandung: Penerbit ITB. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja. 2000. Standar Nasional Indonesia 03 – 1729 – 2000. Tata Cara Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya. 2000. Standar Nasional Indonesia 03 – 1725 – 1989. Standar Pembebanan untuk Jembatan. 2005. RSNI T 02 – 2005. Salmon, Charles G, John E. Johnson. 1997. STEEL STRUCTURES: Design and Behavior, 2nd edition. Madison: University of Wisconsin.

xvi Tim Kuya Saint Venant II / Jembatan Espoir

LAMPIRAN

LEMBAR PENILAIAN TAHAP 1

Berdasarkan pasal–pasal sebelumnya pada Peraturan Kompetisi Jembatan Indonesia, panitia telah mengevaluasi proposal dari :

No. Pendaftar

:

Nama Tim/Jembatan

: KUYA SAINT VENANT II/ ESPOIR

Judul Proposal

: Proposal Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9

Asal Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Bandung Alamat

: Jl. Ganesha 10, Bandung

Dengan uraian nilai evaluasi berikut : Total Nilai

:

1. Laporan perancangan (Dasar Teori, Kriteria Perancangan, Sistem Struktur, Modelisasi Struktur, Analisa Struktur, Desain Komponen)

: … x 0,30

2. Gambar detail

: ......x 0,20

3. Perancangan perakitan (jumlah segmen, daftar material, daftar peralatan dan lain lain) 4.

: .... x 0,15

Metode pelaksanaan dan waktu perakitan

: .... x 0,15

5. Metode perawatan dan perbaikan jembatan

: .... x 0,15

6. Estetika

: ..... x 0,05 

Total Nilai :................. .

Selanjutnya proposal tersebut diatas dinyatakan dapat / tidak dapat mengikuti tahap selanjutnya. Demikian evaluasi panitia sampaikan, kepada yang bersangkutan kami ucapkan terimakasih atas partisipasinya.

Malang, ............................... 2013 Juri:

(................................................) NIP.

BAB v. Metode Perawatan Dan Perbaikan Jembatan

Recommend Documents