EVALUASI KINERJA STRUKTUR STRUKT UR JEMBA JEMBAT TAN TYPE VOIDED SLAB Oleh: Andi Indianto
KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM DAN PERUMAHAN RAKYAT DIREKTORAT DIREKTORA T JENDRAL BINAMARGA BIN AMARGA Jakarta Mei 2017
LATAR BELAKANG Struktur Jembatan Precast Voided Slab banyak digunaka digu nakan n denga dengan n pertim pertimbang bangan an:: 1. Cepat dan mudah pelaksanaannya untuk jembatan dengan bentang 6 m s/d 16 m. 2. Sudah ada standarnya, untuk type Pretensioned Precast Concrete Voided Slab Span : 5 m s/d 16 m. Dengan BM 100, Dari Direktorat Jenderal Bina Marga
MASALAH 1.
Diperlukan updating Standard Strukt StrukturJembat urJembatan an Type Pretensioned Precast Concrete Voided Slab Sehubungan dengan telah diterbitkannyanya SNI 1725:2016 tentang Pembebanan untuk Jembatan.
2.
Adanya kelemahan / kekurangan strukt struktur ur voided slab yang sudah terbangun di lapangan, yakni putusnya kabel stressing arah lateral yang berfungsi sebagai diafragma.
MASALAH DILAPANGAN
TUJUAN
Mengevaluasi kinerja standar Jembatan Type Pretensioned Precast Concrete Voided Slab Span : 5 m s/d 16 m. yang ada dengan tinjauan beban sesuai peraturan pembebanan SNI 1725:2016
Menentukan type penanganan terhadap kegagalan ikatan antara segmen voided slab.
MASUKAN PENGGUNA 1. menambah toping pada permukaan Voided slab 2. Modifikasi joint antar segmen voided slab.
HARAPAN Adanya masukan dari pihak Akademisi, BBPJN, Kasatker/PPK serta praktisi agar dapat dihasilkan standar yang baik dan lengkap serta struktur yang mudah dilaksanakan di lapangan.
METODOLOGI PERSIAPAN : Kajian dasar teori dan masukan para ahli METODA PENGUMPULAN DATA: Data Sekender
: Standar gambar, pembebanan dan invo dari yuser
Data Primer
: Pemeriksaan dan pengukuran lendutan di lapangan.
METODA PENGOLAHAN DATA /PEMBAHASAN: 1. Analisa daya layan terhadap pembebanan baru SNI 1725:2016 2. Analisa penanganan ikatan antar elemen voided slab. KESIMPULAN: 1. Justifikasi penggunaan standar yang ada atau Redesain 2. Justifikasi jenis struktur pengikat antar elemen VOIDED SLAB.
ANALISA KELAYANAN DAN KELAYAKAN STRUKTUR JEMBATAN TYPE VOIDED SLAB
MASUKAN
PROSES
KELUARAN
Mulai
Standar jembatan Voided Slab 5 ~ 16 m BM 100
Sample :Penampang VoidedSlab Bentang10 m
Beban berdasarkan SNI 1725:2016
•Man Per Bt Pratekan Untuk Jembatan (021/BM/2011) •Prestressed Concrete , Edward G Nawi.
MASALAH
Perhitungan Pembebanan Struktur Atas Jembatan
Analisa kapasitas penampang /Kelayanan
Redesaian
• Kabel stressing arah melintang terputus •Lap aus ACWC retak memanjang. • LapACWC terkelupas
Analisa Kelayakan
Penggantian lapisan ACWC
Selesai
Penanganan struktur
MASUKAN
PENANGANAN STRUKTUR JEMBATAN TYPE VOIDED SLAB
PROSES
KELUARAN
Mulai Survey dan pengukuran lendutan
Penanganan struktur Masukan Dari Pengguna 1. Topping Bt Bertulang •Pembebanan Untuk Jembatan, SNI 1725:2016
2. Dowel 3. U Joint Concrete
•Man Per Strk Beton Untuk Jembatan (009/BM/2008) •Reinforced Concrete , Mac Gregor.
1. Tebal Topping
Analisa Struktur
2. Diameter dan jarak Dowel. 3. Ukuran U Joint Concrete
Selesai
JADWAL KEGIATAN WAKTU PELAKSANAAN NO
KEGIATAN 1
1
Rapat Pembahasan ke 1
2
Survey dan pengukuran
3
Analisa struktur
4
Pembuatan Gb. Standar
5
Rapat Pembahasan ke 2
6
Revisi
7
Rapat Pembahasan ke3
8
Laporan akhir
APRIL 2017
MAI 2017
JUNI 2017
MINGGU KE
MINGGU KE
MINGGU KE
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
PENGUMPULAN DATA DATA SEKENDER DATA JEMBATAN VOIDED SLAB TANPA TOPPING DALAM KONDISI BAIK TH PEMBU ATAN
N O
NAMA JEMBATAN
PENAMPANG STRUKTUR
1
Jembatan sayang manuk Cirebon
2011
Joint antar elemen dalam kondisi baik, tanpa kerusakan.
2
Jembatan Ciwaringin Indrayu
2014
Joint antar elemen dalam kondisi baik, hanya da kerusakan pada expansi joint
FOTO
KONDISI
PENGUMPULAN DATA DATA SEKENDER DATA JEMBATAN VOIDED SLAB TANPA TOPPING DALAM KONDISI BAIK
PENGUMPULAN DATA DATA SEKENDER DATA JEMBATAN VOIDED SLAB DENGAN TOPPING DALAM KONDISI BAIK TH PEMBU ATAN
N O
NAMA JEMBATAN
PENAMPANG STRUKTUR
1
Blorong Kaliwungu
2011
Joint antar elemen dalam kondisi baik, Tertutup oleh Concrete Topping
2
Jatingaleh
Pebrua ri 2017
Baru di konstruksi, dalam kondisi baik
FOTO
KONDISI
PENGUMPULAN DATA DATA SEKENDER DATA JEMBATAN VOIDED SLAB TANPA TOPPING DALAM KONDISI RUSAK TH PEMBU ATAN
N O
NAMA JEMBATAN
PENAMPANG STRUKTUR
1
Jembatan sungai garam – Kalimanta n Barat
-
Joint antar elemen dalam kondisi terlepas, permukaan lapisan aus dalam kondisi rusak.
2
Jembatan Citarik, Cileunyi Nagrek
-
Joint antar elemen disi si tengah dalam kondisi terlepas.
FOTO
KONDISI
PENGUMPULAN DATA DATA PRIMER: Pengukuran Lendutan Oleh Beban Berjalan Pada Jembatan Citarik-Bandung Struktur Voided Slab Non Overtoping N0 1
2
POKOK Jenis Pengujian
Pengujian lendutan oleh beban berjalan
Tujuan Pengujian
1. Untuk mendeteksi keintegrasian antar elemen voided slab. 2. Untuk mengetahui besar lendutan oleh beban aktual berjalan. 3. Untuk menentukan konstanta pegas pada elemen voided slab, kaitannya dengan distribusi gaya geser antar voided slab.
Lokasi Pengujian Waktu 4 Pengujian 3
5
URAIAN
Pelaksana Pengujian
Jembatan Citarik – Badung Timur. Jawa Barat. Minggu, 23 April 2017, jam 10.00 sampai dengan jam 17.00. Narasumber : Andi Indianto, Drs. Ir. MT. Teknisi : Bagas Herdianto : Aria Wicaksana : Rangga Algavis Nurhadinta
6
Alat Yang Digunakan
1. 2. 3. 4.
Dua buah Dial digital indicator Dua buah Tripod Dua buah batang penghantar lendutan Satu Camcorder
7
Metoda Pengujian
1.
Penentuan titik uji pada dua buah elemen voided slab yang berdekatan pada lajur tengah dan lajur tepi Pemasangan tripod dibawah titk uji pada tengah bentang Pemasangan Dial digital indicator diatas tripod Pemasangan batang penghantar lendutan diatas Dial digital indicator. Pengaturan kendaraan berat yang akan melewati jembatan. Perekaman pergerakan Dial digital indicator ketika kendaraan melewati jembatan engan menggunakan camcorder.
2. 3. 4. 5. 6. 8
Dokumentasi Pengujian
HASIL PENGUJIAN Elemen no 8 dan 9 yang terlihat terpisah
1.36 mm
3.21 mm
1.55 mm
5.62 mm
5.99 mm
4.84 mm
1.17 mm
3.93 mm
10.38 mm
11.66 mm
1.89 mm
2.15 mm
4.44 mm
13.34 mm
4,09 mm
3,4 mm
0,85 mm
1.35 mm
HASIL PENGUJIAN Elemen no 5 dan 6 yang terlihat menyatu
2.01 mm
2.77 mm
1.55 mm
1.61 mm
0.39 mm
0.64 mm
1.35 mm
2.02 mm
5.05 mm
5.79 mm
0.74 mm
0.88 mm
1.08 mm
1.43 mm
0,36 mm
0,43 mm
1.85 mm
2.24 mm
HASIL UJI ELEMEN 5 – 6 ( TIDAK TERJADI KERUSAKAN PADA LAPISAN ACWC) NO
DATA
1
File 4963
2
Sanyo 104
3
Sanyo 117
4
Sanyo 119
5
Sanyo 121
6
Sanyo 123
7
Sanyo 126
8
Sanyo 098
9
Sanyo 088
NO ELEMEN
LENDUTAN (mm)
5
2,01
6
2,77
5
1,55
6
1,61
5
0,39
6
0,64
5
1,35
6
2,02
5
5,05
6
5,79
5
0,74
6
0,88
5
1,08
6
1,43
5
0,36
6
0,43
5
2,24
PERBEDAAN LENDUTAN (mm)
LENDUTAN MAKSIMUM (mm)
PERBEDAAN MAKSIMUM (mm)
5,79
0,76
0,76 0,06 0,25 0,67 0,74 0,14 0,35 0,07 0,39
HASIL UJI ELEMEN 8 – 9 (TERJADI KERUSAKAN PADA LAPISAN ACWC) NO
DATA
1
File 4911
2
File 4914
3
File 4915
4
File 4935
5
File 4938
6
File 4926
7
File 4940
8
File 4909
9
File 4903
NO ELEMEN
8 9 8 9 8 9 8 9 8 9 8 9 9 8 8 9 8 9
LENDUTAN (mm)
1,36 3,21 5,62 1,55 4,84 5,99 1,17 3,93 10,38 11,66 1,89 2,15 13,34 4,44 4,09 3,4 0,85 1,35
PERBEDAAN
LENDUTAN
PERBEDAAN
LENDUTAN
MAKSIMUM
MAKSIMUM
(mm)
(mm)
(mm)
13,34
8,9
1,85 4,07 1,15 4,82 1,28 0,26 8,9 0,69 0,5
KESIMPULAN HASIL UJI Struktur Voided Slab Non Overtoping Oleh beban layan NO
1
2
3
VARIABEL YANG DI TINJAU
keintegrasian antar elemen voided slab
lendutan tengah bentang oleh beban aktual berjalan konstanta pegas elemen voided slab
ELEMEN
5-6
BATASAN
0
HASIL UJI
KESIMPULAN
0,76 mm
Tidak Terintegrasi dan tidak menimbulkan kerusakan ACWC (layak)
8,9 mm
Tidak Terintegrasi dan menimbulkan kerusakan ACWC ( tidak layak)
8-9
0
5-6
20 mm
5,79 mm
8-9
20 mm
13,34 mm Memenuhi kelayanan
5-6 8-9
(12,2 + 37,3)/2 0,00579 (12,2 + 37,3)/2 0,01334
Memenuhi kelayanan
= 4274,61 ton/m = 1855,32 ton/m
ANALISA K ELAYANAN Struktur Voided Slab bentang 16 m
PEMODELAN JEMBATAN
ANALISA STRUKTUR ELEMEN PARSIAL PEMBEBANAN AKTUAL
PEMBEBANAN Faktor beban hidup = 1,3
Rangkaian beban T
Beban lapisan aspal
Gaya Prategang
GAYA DALAM
Momen
Gaya Lintang
Gaya Normal
LENDUTAN
Lendutan oleh gaya prategang
Lendutan oleh Lalu lintas
ANALISA PENAMPANG UJUNG DAN TENGAH BENTANG
ANALISA PENAMPANG VOID
BESARAN BESARAN UNTUK ANALISIS DAN KONTROL TEGANGAN PADA PENAMPANG VOID OLEH PEMBEBANAN AKTUAL N O
VARIABEL
1
NOTASI /SIMBUL
KETERANGAN /FORMULA
BESARAN
SATUAN
K
Hasil Uji
350
Kg/cm2
Fc, Fu Fy Fe KV KH
(0,83 x K)/9,81 Hasil Uji 0,85 x Fu 0,6 x Fu Hasil Uji Hasil Uji
30 18980 16133 11388 68027 68027
Mpa Kg/cm2 Kg/cm2 Kg/cm2 Kg/cm Kg/cm
Beton
2
3
Konstanta Besar Elemen
NO
Tendon
VARIABEL
NOTASI /SIMBUL
KETERANGAN /FORMULA Hasil analisa SAP
BESARAN
SATUAN
5308,4
Cm2
84738,94
Cm3
1
Luas penampang beton
Ac
2
Momen lawan
W A=WB Hasil analisa SAP
3
Momen akibat DL dan SDL
MDL
Hasil analisa SAP (41,186 +3,415)
44,601
4
Momen akibat LL
MLL
Hasil analisa SAP
114,666
ton.m
5
Gaya Prategang
Pe
Ap X fe = 30 x 11388
341,64
ton
6
Momen akibat Prestress
MPe
Pe x e = 44,4132 341,64 ton x 0,13 m
ton.m
ton.m
KONTROL TEGANGAN SAAT BEBAN AKTUAL BEKERJA Tegangan di tengah bentang KONDISI AKHIR : beban yang diperhitungkan : DL Voided slab, Aspal, beban Hidup dan Pe
DL
M DL
Pe
Wa
DL
DL
Wb
52,63
Pe
Pe Ac
Pe Ac
64,36
52,63
64,36
pe
pe
M pe Wa
pe
Wb
52,41
52,41
LL
LL
M LL
0,45 fc
Wa
LL
Wb
135,32
,
,
0,5 fc
199,9 135 (no)
135,32 71,18 27,39 (no)
ANALISA STRUKTUR ELEMEN PARSIAL PEMBEBANAN STANDAR
PEMBEBANAN Faktor beban hidup = 1,3
Rangkaian beban T
Beban lapisan aspal
Gaya Prategang
GAYA DALAM
Momen
Gaya Lintang
Gaya Normal
LENDUTAN
Lendutan oleh gaya prategang
Lendutan oleh lalu lintas
ANALISA PENAMPANG TENGAH BENTANG
ANALISA PENAMPANG VOID
BESARAN BESARAN UNTUK ANALISIS DAN KONTROL TEGANGAN PADA PENAMPANG VOID OLEH PEMBEBANAN STANDAR N O
VARIABEL
1
Beton
2
Tendon
3
Konstanta Besar Elemen
NO
VARIABEL
NOTASI /SIMBUL
KETERANGAN /FORMULA
BESARAN
SATUAN
K
Hasil Uji
350
Kg/cm2
Fc, Fu Fy Fe KV KH
(0,83 x K)/9,81 Hasil Uji 0,85 x Fu 0,6 x Fu Hasil Uji Hasil Uji
30 18980 16133 11388 68027 68027
Mpa Kg/cm2 Kg/cm2 Kg/cm2 Kg/cm Kg/cm
NOTASI /SIMBUL
KETERANGAN /FORMULA Hasil analisa SAP
BESARAN
SATUAN
5308,4
Cm2
84738,94
Cm3
1
Luas penampang beton
Ac
2
Momen lawan
W A=WB Hasil analisa SAP
3
Momen akibat DL dan SDL
MDL
4
Momen akibat LL
MLL
Hasil analisa SAP (41,186 +3,415) Hasil analisa SAP
5
Gaya Prategang
Pe
Ap X fe = 30 x 11388
341,64
ton
6
Momen akibat Prestress
MPe
Pe x e = 341,64 ton x 0,13 m
44,4132
ton.m
44,601 92,618
ton.m
ton.m
KONTROL TEGANGAN SAAT BEBAN STANDAR BEKERJA Tegangan di tengah bentang KONDISI AKHIR : beban yang diperhitungkan : DL Voided slab, Aspal, beban Hidup dan Pe
DL
M DL
Pe
Wa
DL
DL
Wb
52,63
Pe
Pe Ac
Pe Ac
64,36
52,63
64,36
pe
pe
M pe Wa
pe
Wb 52,41
52,41
LL
LL
M LL
0,45 fc
Wa
,
LL
0,5 fc
Wb
109,30
,
173, 88 135 (no)
109,30
45,16 27,39 (no)
ANALISA STRUKTUR ELEMEN TER-INTEGRASI PEMBEBANAN STANDAR
PEMBEBANAN: BTR = 9 kN/m 2 BGT = 49 kN/m FBD = 1,4 Lebar elemen = 0,97 m
PEMBEBANAN
Beban garis terbagi
Beban terbagi rata
Beban lapisan aspal
Gaya Prategang
GAYA DALAM
Momen
Gaya Lintang
Gaya Normal
LENDUTAN
Lendutan oleh gaya prategang
Lendutan oleh lalu lintas
ANALISA PENAMPANG VOID
BESARAN BESARAN UNTUK ANALISIS DAN KONTROL TEGANGAN PADA PENAMPANG INTEGRETED VOID OLEH PEMBEBANAN STANDAR N O
VARIABEL
1
Beton
2
Tendon
3
Konstanta Besar Elemen
NO
VARIABEL
NOTASI /SIMBUL
KETERANGAN /FORMULA
BESARAN
SATUAN
K
Hasil Uji
350
Kg/cm2
Fc, Fu Fy Fe KV KH
(0,83 x K)/9,81 Hasil Uji 0,85 x Fu 0,6 x Fu Hasil Uji Hasil Uji
30 18980 16133 11388 68027 68027
Mpa Kg/cm2 Kg/cm2 Kg/cm2 Kg/cm Kg/cm
NOTASI /SIMBUL
KETERANGAN /FORMULA Hasil analisa SAP
BESARAN
SATUAN
5308,4
Cm2
84738,94
Cm3
1
Luas penampang beton
Ac
2
Momen lawan
W A=WB Hasil analisa SAP
3
Momen akibat DL dan SDL
MDL
4
Momen akibat LL
MLL
Hasil analisa SAP (41,186 +3,415) Hasil analisa SAP
5
Gaya Prategang
Pe
Ap X fe = 30 x 11388
341,64
ton
6
Momen akibat Prestress
MPe
Pe x e = 341,64 ton x 0,13 m
44,4132
ton.m
44,601 54,059
ton.m
ton.m
KONTROL TEGANGAN SAAT BEBAN STANDAR BEKERJA Tegangan di tengah bentang KONDISI AKHIR : beban yang diperhitungkan : DL Voided slab, Aspal, beban Hidup dan Pe
DL
M DL
Pe
Wa
DL
DL
Wb
52,63
Pe Ac
Pe
Pe Ac
64,36
52,63
64,36
pe
pe
M pe
Wa
pe
Wb 52,41
52,41
LL
LL
M LL
63,79
0,45 fc
Wa
,
0,45 fc
LL
Wb
,
128,37 135 (yes)
63,79
0,35 135(yes)
KESIMPULAN HASIL ANALISA NO
KONDISI STRUKTUR
Elemen tidak ter-intregasi, dengan beban truk Aktual
1
2
2
Elemen tidak ter-intregasi, dengan beban truk Standarl
Elemen terintregasi, dengan beban Standar
VARIABEL YANG DI TINJAU
BATASAN
HASIL ANALISIS
KESIMPULAN
Lendutan akibat LL ditengan bentang
20 mm
36,2 mm
Tidak layan
Tegangan serat atas
+ 27,39 s/d -135 kg/cm2
-199,9 kg/cm2
Tidak layan
Tegangan serat bawah
+ 27,39 s/d -135 kg/cm2
+ 71,18 kg/cm2
Tidak layan
Lendutan akibat LL ditengan bentang
20 mm
2,93 mm
Tidak layan
Tegangan serat atas
+ 27,39 s/d -135 kg/cm2
-173,88 kg/cm2
Tidak layan
Tegangan serat bawah
+ 27,39 s/d -135 kg/cm2
+45,16 kg/cm2
Tidak layan
Lendutan akibat LL ditengan bentang
20 mm
16,7 mm
Layan
Tegangan serat atas
+ 27,39 s/d -135 kg/cm2
- 128,37 kg/cm2
Layan
Tegangan serat bawah
+ 27,39 s/d -135 kg/cm2
- 0,35 kg/cm2
Layan
KESIMPULAN AKHIR 1.
Hasil uji di lapangan menunjukkan bahwa elemen struktur voided slab yang awalnya terintegrasi, dan oleh sesuatu hal menjadi tidak terintegrasi, maka mengakibatkan struktur tidak layak, karena ada perbedaan lendutan antar elemen ketika kendaraan lewat diatasnya. Perbedaan lendutan mengakibatkan lapisan aspal terkelupas.
2.
Struktur voided slab yang awalnya ter-integrasi dan oleh sesuatu hal menjadi tidak ter-integrasi, kenyatannya masih mampu menerima beban layan (lendutan yang terjadi (13,34 mm) masih dibawah lendutan maksimum (20 mm ))
3.
Dari hasil analisa teoritis pada elemen struktur voided slab yang tidak diintegrasikan, menunjukkan bahwa struktur menjadi tidak layan ika dibebani dengan rangkaian beban aktual.
4.
Dari hasil analisa teoritis pada elemen struktur voided slab yang tidak diintegrasikan menunjukkan bahwa struktur menjadi tidak layan jika dibebani dengan beban truck standart sesuai dengan peraturan pembebanan tahun 2016.
5.
Hasil analisa pada elemen voided slab yang di-integrasikan, yang dibebani dengan beban standart sesuai dengan peraturan pembebanan tahun 2016, menunjukkan bahwa struktur dalam kondisi layan.
SARAN
Sehubungan struktur voided slab yang diintegrasikan dengan pembebanan standar hasilnya dalam kondisi layan, maka sebaiknya standart yang ada dimensi elemennya dipertahankan, tetapi dilakukan perbaikan pada system ikatan antar elemen, agar struktur tetap ter-integrasi ketika kendaraan lewat diatasnya.
