PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN ASYMMETRICAL CABLESTAYED NGRAME II MOJOSARIMOJOKERTO DENGAN TWO VERTICAL PLANES SYSTEM Nama Mahasiswa :AKHDIAT FAJAR W.K NRP : 3107 100 614 Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Pembimbing : Ir. Djoko Irawan, MS Abstrak Jembatan merupakan suatu bagian dari jalan raya yang berfungsi untuk menghubungkan jalan yang terputus karena adanya rintangan seperti sungai, danau, lembah, jurang, dan lain sebagainya. Dengan melihat fungsi sarana transportasi yang cukup besar dan vital bagi kehidupan khususnya untuk menunjang perekonomian didaerah Jawa Timur. Maka dibangun Jembatan Ngrame II sebagai pendukung pengembangan jalan alternatif Mojosari-Krian. Dalam perencanaan ini Jembatan Ngrame II dibangun dengan menggunakan konstruksi Asymmetrical Cable-Stayed dengan two vertical planes system. Jembatan dibagi menjadi 2 bentang dengan panjang masingmasing bentang 160 m dan 40 m serta lebar jalan jembatan 11,9 meter. Konfigurasi kabel arah melintang dengan two vertical planes system dan konfigurasi kabel arah memanjang berupa fan system. Material yang menyusun lantai kendaraan berupa elemen komposit antara pelat baja gelombang (Compodeck) dengan beton bertulang. Sedangkan gelagar jembatan menggunakan profil baja WF dan box girder. Stuktur Pylon dari beton bertulang yang terletak pada salah satu tepi sungai. Sedangkan untuk kabel dan angkernya digunakan VSL 7-wire strand. Perencanaan ini dibantu dengan menggunakan program komputer MIDAS/Civil v7.0.1 untuk menganalisa perilaku struktur utama secara keseluruhan serta SAP2000 v14 untuk menganalisa struktur sekunder. Program MIDAS dapat menganalisa tahapan metode pelaksanaan sekaligus dalam satu kali eksekusi program. Dimana hasil analisa pada saat servis/analisa
statis dibandingkan dengan hasil analisa pada saat pelaksanaan konstruksi/staging analysis. Hasil dari perencanaan ini adalah didapatkan dimensi struktur lantai kendaraan, kabel dan angker, pylon, serta pondasi, dengan menggunakan acuan peraturan BMS ’92, RSNI T-12-2004, RSNI T-02-2005, RSNI T-03-2005. Selain itu stabilitas jembatan terhadap angin juga dikontrol menggunakan analisa dinamis yang meliputi analisa aerodinamis dan gempa dinamis. Kata kunci: Jembatan, cable stayed, two vertical planes system, asymmetrical.
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang
Berbagai macam sarana dan prasarana transportasi merupakan salah satu kebutuhan yang penting dalam kehidupan masyarakat. Hal ini dikarenakan transportasi sangat berpengaruh pada seluruh aspek kehidupan manusia, baik itu masalah ekonomi, sosial, budaya, maupun aspek-aspek lainnya yang ada dalam kehidupan masyarakat. Selain untuk memperpendek jarak dan untuk memindahkan suatu objek, Transportasi juga berfungsi untuk melancarkan hubungan antara lokasi satu ke lokasi yang lainnya. Salah satu prasarana untuk memperlancar kegiatan transportasi adalah jembatan. Jembatan merupakan suatu bagian dari jalan raya yang berfungsi untuk menghubungkan jalan yang terputus karena adanya rintangan seperti sungai, lembah, jurang, dan lain sebagainya. Sejak luapan lumpur lapindo menenggelamkan Jalan Tol Porong - Gempol pada tahun 2006, arus lalu lintas dari Malang Pasuruan - Surabaya dan sebaliknya terpaksa menggunakan jalan arteri Porong-Gempol sebagai jalur satu-satunya. Akibatnya, setiap hari terjadi penumpukan kendaraan disepanjang jalan sekitar 3 kilometer. Terhambatnya transportasi dari Surabaya ke arah timur berdampak pada rendahnya pertumbuhan ekonomi Jawa Timur pada tahun
1
2007. Pertumbuhan ekonomi Jawa Timur tahun 2007 mencapai 6,11 persen. Padahal, kalau tidak ada bencana lumpur, pertumbuhan bisa mencapai 6,4 persen (Kompas.com). Mengantisipasi kemungkinan terburuk pada ruas Jalan Raya Porong, Dinas Pekerjaan Umum Propinsi Jawa Timur membuat jalur alternatif Mojosari-Krian. Peningkatan kapasitas jalan sangat diperlukan pada jalur alternatif ini yakni dengan cara pelebaran jalan dan pembangunan jembatan. Kapasitas jalur alternatif ini belum mampu menampung limpahan kendaraan dari ruas Jalan Raya Porong jika sewaktu-waktu jalan tersebut ditutup akibat luapan lumpur lapindo. Di sepanjang jalur alternatif ini juga melintasi 11 aliran sungai sehingga perlu dibangun banyak jembatan. Salah satunya adalah Jembatan Ngrame II MojosariMojokerto yang memiliki bentang 225 meter. Pada lokasi ini telah memiliki jembatan dengan lebar 9 m Karena kapasitas kendaraannya kurang maka perlu pembangunan jembatan baru disebelahnya. Jembatan ini merupakan jembatan terpanjang dari 11 jembatan yang akan dibangun disepanjang jalur alternatif Mojosari-Krian. Lokasi jembatan Ngrame II akan ditampilkan pada gambar peta lokasi dan layout jembatan dibawah ini:
Lokasi Jembatan Ngrame II Kab. Mojokerto
Gambar 1.2 Layout Jembatan Ngrame II Konstruksi jembatan Ngrame II merupakan jembatan rangka baja yang saat ini terdiri dari 5 bentang, dengan panjang masing – masing bentang 45 meter dengan lebar jembatan 9 meter. Bangunan atas menggunakan struktur rangka baja. Sedangkan bangunan bawah memakai pilar dengan kolom ganda dan menggunakan pondasi tiang pancang. Sebagai alternatif lain untuk perencanaan Jembatan Ngrame II MojosariMojokerto berupa konstruksi Asymmetrical Cable-Stayed dengan two vertical planes system. Jembatan dibagi menjadi 2 bentang dengan panjang masing-masing bentang 160 m dan 40 m serta lebar jalan diatas jembatan 7 meter. Stuktur Pylon dari beton bertulang yang terletak pada salah satu tepi sungai. Sedangkan gelagar jembatan ini direncanakan dengan menggunakan gelagar baja dan lantai kendaraan dari elemen komposit antara pelat baja gelombang (Compodeck) dengan beton bertulang. Konstruksi eksisting dan desain perencanaan modifikasi jembatan akan ditampilkan pada gambar dibawah ini :
Gambar 1.3 Konstruksi Eksisting Jembatan Ngrame II Gambar 1.1 Peta Lokasi Jembatan Ngrame II
M.A.B
M.A.N
20 20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
200
Gambar 1.4 Desain Modifikasi Konstruksi Jembatan Ngrame II
2
dalam perkembangan konstruksi. 1.2 0.15
0.15
0.55
0.55
1.4
3.5
3.5
Krian
Mojosari
1.4
C L
0.3 ± 0.00 - 0.30 1.6
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4 - 1.60
1.75
8
1.75
Gambar 1.5 Desain Lebar Rencana Jembatan Ngrame II Dipilihnya Jembatan Cable-Stayed pada perencanaan ini adalah : Dapat menopang bentang yang sangat panjang sampai 2000 m dan proses ereksinya dengan cara kantilever bebas sehingga tidak mengganggu aktifitas di bawahnya. Membutuhkan material relatif lebih sedikit. Indah dari segi arsitektural. Jika dibandingkan dengan pemakaian konstruksi rangka baja yang menggunakan banyak pilar, pemakaian konstuksi cablestayed akan mereduksi pemakaian 4 pilar dengan 1 pylon pada jembatan ini. Sehingga dengan melihat posisi jembatan Ngrame II, Pengerjaan Jembatan ini diuntungkan dengan pengerjaan konstruksi bangunan bawah yang tidak berada di bawah permukaaan air dan juga menghindarkan bangunan bawah terkena scouring akibat kegiatan penambangan pasir yang sering terjadi di daerah Mojokerto. Sedangkan penggunaan two vertical planes system akan menghasilkan gelagar yang lebih ramping dibandingkan dengan penggunaan single planes dan asymmetrical planes system karena kekakuan torsi tidak diperhitungkan. Dengan demikian timbul permasalahan utama bagi penulis, yaitu bagaimana merancang Jembatan Ngrame II dengan konstruksi Asymmetrical Cable-Stayed dengan two vertical planes system agar syarat kekuatan maupun estetika terpenuhi. Sehingga kedepannya diharapkan Proyek Akhir ini dapat memberikan kontribusi yang berarti
terhadap
dunia
Rumusan Masalah
Dari uraian latar belakang di atas, maka untuk perencanaan struktur Jembatan NgrameII permasalahan yang ditinjau, antara lain : 1. Apa dasar peraturan yang akan dipakai untuk perhitungan jembatan? 2. Beban-beban apa saja yang harus diperhitungkan untuk perencanaan jembatan? 3. Bagaimana permodelan dan analisa struktur dari jembatan ini? 4. Bagaimana perhitungan untuk bangunan atas? 5. Bagaimana perencanaan bangunan bawah? 6. Bagaimana mengontrol pengaruh pelaksanaan terhadap struktur? 7. Bagaimana mengontrol kestabilan jembatan dengan analisa dinamis? 8. Jenis pondasi apa yang paling sesuai untuk jembatan ini? 1.3
Maksud dan Tujuan
Adapun maksud tugas akhir ini adalah untuk mendesain kembali Jembatan Ngrame II Mojosari-Mojokerto dengan menggunakan konstruksi Asymmetrical Cable-Stayed dengan two vertical planes system. Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Menentukan peraturan-peraturan dipakai untuk perhitungan jembatan. 2. Memperhitungkan beban-beban yang dipikul oleh jembatan. 3. Menentukan permodelan dan analisa struktur jembatan . 4. Menghitung dan merencanakan bangunan atas. 5. Menghitung dan merencanakan bangunan bawah. 6. Mengontrol pengaruh pelaksanaan terhadap struktur. 7. Mengontrol kestabilan jembatan dengan analisa dinamis. 8. Menentukan jenis pondasi yang sesuai untuk jembatan ini.
3
1.4
Batasan Masalah
Keterbatasan waktu yang ada dan banyaknya materi yang perlu dibahas dalam penyusunan tugas akhir ini, maka perlu adanya batasan masalah. Dalam penyusunan tugas akhir ini permasalahan akan dibatasi sampai dengan batasan-batasan, antara lain : 1. Tidak menghitung biaya kontruksi jembatan. 2. Tidak merencanakan perkerasan jalan di jembatan. 3. Tidak membahas teknik pelaksanaan pembuatan jembatan secara keseluruhan. 4. Tidak merencanakan desain jalan pendekat (approach road). 5. Tidak merencanakan blok anker dan abutment. 1.5
Manfaat
Manfaat dari perencanaan jembatan pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Sebagai solusi untuk memperlancar arus lalu lintas pada ruas jalan alternatif Krian-Mojosari dan juga mengurangi kemacetan pada ruas jalan raya Porong. 2. Sebagai bahan rekomendasi dan evaluasi bagi instansi terkait dalam pembangunan Jembatan Ngrame II Mojosari-Mojokerto.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Umum
Seiring waktu, teknologi pembangunan jembatan di Indonesia juga terus berkembang. Secara garis besar ada dua teknologi pembangunan jembatan saat ini yaitu Kabel Baja (Strand) dan teknologi deck yang menggunakan komposit atau baja ringan. Teknologi kabel baja dapat dibedakan menjadi dua yaitu cable-stayed dan cable-suspension. Teknik cable-stayed antara lain digunakan pada jembatan Pasopati di Bandung dan Suramadu di Jawa Timur yang telah selesai dikerjakan. Sementara cable-suspension antara
lain pada jembatan Mahakam II dan jembatan Barito di Kalimantan (Herry Vazza 2004). Konstruksi cable-stayed yaitu sebuah sistem struktur yang terdiri dari dek ortotropic dan girder menerus yang diikat oleh incline cable dan didistribusikan ke menara yang terletak pada pilar utama (Troitsky 1977). Prinsip dari jembatan ini adalah bahwa segmen-segmen gelagar yang menyusun lantai kendaraan bertumpu kabel-kabel (O’Connor 1971). Jembatan ini ekonomis dipakai pada bentang utama antara 320-2600 ft atau 99-780 m. Tetapi pada teorinya, cable-stayed mungkin memikul hingga 2000 m (Lin 2000). Menurut O’Connor (1971), jembatan cable-stayed mempunyai ciri khas, seperti: Kabel terkekang lurus sehingga kekakuan kabel lebih besar. Kabel diangker pada gelagar jembatan yang mengkontribusi gaya tekan, sehingga lantai kendaraan kaku. Proses pemasangan kabel jauh lebih mudah dibandingkan dengan jembatan gantung. Banyak variasi desain konfigurasi kabel. Mempunyai kestabilan aerodinamis yang baik pada saat pembangunannya. Karena tidak membutuhkan blok angker seperti halnya jembatan gantung, maka cable-stayed lebih efektif dalam hal kuantitas bahan, berat dan biaya. Dapat didirikan dengan metode balanced-cantilever sehingga mempermudah pendirian terutama diatas rintangan air. Jembatan cable-stayed mempunyai elemen utama yang menyerupai jembatan gantung (kecuali blok angker) yaitu gelagar, kabel dan pylon pada superstructure serta abutmen dan pondasi pada substructure. Dimana pylon sebagai struktur tekan, kabel sebagai struktur tarik, sedangkan gelagar bisa bersifat tekan ataupun tarik. 2.2
Peraturan Terkait
Standar perencanaan yang digunakan sebagai referensi Desain Jembatan Asymmetrical Cable-Stayed Ngrame II
4
Mojosari-Mojokerto dengan Two Vertical Planes System adalah : a. Bridge Management System (BMS 1992) b. Standar Nasional Indonesia (RSNI T03-2005) “Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan” c. Standar Nasional Indonesia (RSNI T02-2005) “Standar Pembebanan Untuk Jembatan” d. Standar Nasional Indonesia (RSNI T12-2004) “Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan” Standar perencanaan yang digunakan untuk desain jembatan ini masih banyak yang berupa rancangan. Ini dimaksudkan agar suatu saat jika rancangan standar perencanaan tersebut resmi dikeluarkan, para perencana jembatan telah terbiasa dengan peraturan baru tersebut. 2.3
baja maupun beton. Sedangkan pada jembatan dengan konfigurasi dua kabel di tepi-tepi (double-plane), memungkinkan dipakainya gelagar yang lebih langsing, karena kekakuan torsi tidak diperhitungkan. Gelagar yang lebih langsing lagi bahkan dapat dicapai dengan menggunakan konfigurasi tiga kabel (triple-plane), sehingga material yang digunakan dapat direduksi sedemikian rupa. Selain itu, alasan ekonomis dan pertimbangan metode konstruksi menjadi faktor yang tidak kalah penting. Konfigurasi kabel dan bentuk profil gelagar ditampilkan pada gambar dan tabel dibawah ini :
Gelagar Jembatan
Walther (1999), menyatakan bahwa bentuk profil gelagar jembatan dan pertimbangan pemilihan bahannya tergantung dari beberapa faktor, diantaranya : 1. Jarak antar kabel penggantung, maksudnya jembatan dengan jarak kabel yang relatif besar, secara otomatis akan diperlukan gelagar yang kaku, dan biasanya sifat seperti ini didapati pada gelagar dari baja. Seperti pada jembatan Cable-Stayed generasi pertama, pada umumnya jembatan seperti ini mempunyai rasio ketebalan gelagar dan bentang (h/L) antara 1/50 sampai 1/100. Sedangkan pada jembatan yang memiliki jarak antar kabel yang relatif kecil, rasio ini dapat direduksi sampai 1/500 dengan bahan dari beton, karena kebutuhan kekakuan girder berkurang. 2. Konfigurasi kabel arah melintang serta lebar gelagar pada jembatan dengan satu kabel di tengah (singleplane), diperlukan gelagar dengan kekakuan torsi yang tinggi. Sifat ini dapat diberikan oleh gelagar berbentuk kotak (box), baik itu dari
Gambar 2.1 Susunan Kabel pada Gelagar Tabel 2.1 Macam-macam Bentuk Profil Gelagar No
Nama Profil
1
Twin I girder
2
Single rectangular box girder
3
Central box girder and side single web girders
4
Single twin cellular box girder and sloping struts
5
Single trapezoidal box girder
6
Twin rectangular box girder
7
Twin trapezodial box girder
Bentuk Profil
5
Ada tiga kemungkinan material utama gelagar, yaitu:
pylon. Dalam arah memanjang, konfigurasi kabel dapat dibagi menjadi empat (Walter & John 1999), yaitu : 1) 2) 3) 4)
1) Gelagar baja (Stell Deck) 2) Gelagar Beton (Concrete Deck) 3) Gelagar Komposit (Composite Deck) Berdasarkan sifat struktur gelagar jembatan dibagi menjadi tiga jenis (Yogi dan Andri 2008), yaitu : 1. Beton Bertulang 2. Dinding Penuh 3. Rangka Batang Ada tiga kemungkinan sistem konstruksi gelagar menurut Gimsing (1983), yaitu : a. Gelagar memiliki expansion joint pada pylon dan terjepit dikedua tepinya. Hal ini mengakibatkan gelagar sepenuhnya menerima tarik. N = 0 di pylon. b. Gelagar menerus dengan perletakan rol dikedua tepi dan salah satu pylon-nya. Hal ini mengakibatkan gelagar sepenuhnya menerima tekan. N = 0 tengah bentang utama. c. Gelagar menerus dengan perletakan rol disemua tepi dan pylon-nya. Hal ini mengakibatkan gelagar menerima tarik di tengah bentang utama dan tekan di tepi bentang utama serta bentang tepinya. N = 0 di perletakan akhir bentang tepi.
(a )
(b )
2.5
Pemilihan bentuk pylon banyak mempengaruhi nilai estetika, nilai ekonomis, juga terhadap kekuatan statis dan dinamis dari struktur jembatan. Pylon dapat terbuat dari konstrusi baja maupun beton. Bentuk pylon sendiri tergantung juga dari konfigurasi kabelnya. Troitsky (1977) mengklasifikasikan bentuk pylon, sebagai berikut : 1) Trapezoidal Portal Frames 2) Twin towers 3) A-frames 4) Single towers Seperti pada jembatan gantung, mulamula menara selalu berbentuk portal agar dapat memikul gaya horisontal akibat angin yang dipindahkan kabel pada puncak menara. Akan tetapi kemudian terbukti bahwa gayagaya horisontal ini relatif tidak besar, sehingga mulailah dipakai menara dengan bentuk single atau twin tower. 2.6
Gambar 2.3 Jenis Perletakan 2.4
Kabel
Kabel pada jembatan cable-stayed merupakan salah satu komponen yang paling penting. Biaya untuk kabel pada jenis konstruksi ini bisa mencapai 30% dari seluruh biaya struktur (Massie 2004). Kabel-kabel ini memikul berat girder dan meneruskannya ke
Konfigurasi Beban Layan
Beban yang bekerja pada struktur terdiri dari beban mati (DL) atau berat sendiri struktur, beban super imposed dead load (SDL), beban hidup (LL) dan beban angin (W) yang konfigurasinya sebagai berikut : Tabel 2.3 Konfigurasi Service Load Kasus
(c )
Radiating Harp Fan Star Pylon
Beban
1
DL + SDL + LLtepi
2
DL + SDL + LLtengah
3
DL + SDL + LLpenuh
4
DL + SDL + Angin penuh
5
DL + SDL + Anginekstrim
Gambar
DL = Beban mati
SDL = Beban aspal
LL = Beban UDL
Beban angin
Beban KEL
6
2.7
Metode Pelaksanaan
Cara melakukan erection sangat mempengaruhi model pembebanan struktur jembatan. Pada saat pelaksanaan, ada 3 cara yang umum dipakai : 2.7.1 Staging Method Dipakai apabila ruang bebas di bawah jembatan rendah dan pemasangan penyokong sementara akan mengganggu lalu lintas di bawah jembatan. Keuntungannya adalah : a. Teliti dalam mengikuti bentuk geometrik dan tanjakan yang dipersyaratkan pada erection. b. Biaya rendah pada ruang bebas yang rendah. 2.7.2
Push – out method
Dipakai terutama bila lalu lintas di bawah jembatan tidak boleh diganggu dengan adanya sistem erection jembatan, sedangkan pemakaian cara kantilever dinilai tidak praktis pada situasi yang ada di tempat jembatan. 2.7.3
Cantilever Method
Dipakai pada cable stayed, dimana kondisi lapangan tidak memungkinkan dipasang penyokong sementara. Bedanya dengan staging method adalah : bila pada staging method yang memikul beban saat erection bangunan di atasnya adalah pilar dan penyokong sementara maka pada cantilever method, pilar, pylon dan kabelnya sudah dimanfaatkan untuk memikul beban saat erection. 2.8
Analisis Dinamik Cable Stayed
Dalam perencanaan jembatan harus ditinjau mengenai aspek berikut : 1. Aerodynamic stability, terutama akibat vortex-shedding (tumpahan pusaran angin) yang menyebabkan efek fultter, penyebab umum fatik pada sistem gantung. 2. Safety againts earthquake, perbedaan dukungan dapat menyebabkan bahaya pada struktur khususnya jika aksi gempa searah sumbu langitudinal dan atau transversal.
3. Physiological effects, tanpa kerusakan struktur akibat vibrasi oleh beban angin dan kendaraan, pengguna harus tetap nyaman.
BAB III METODOLOGI MULAI
Studi Literatur dan Data Awal
Preliminary Design : Konfigurasi & Dimensi Kabel, Dimensi Gelagar, Lantai Kendaraan, Pylon, dan Metode Pelaksanaan
Desain Struktur Sekunder Plat lantai kendaraan & Railing Jembatan
Desain Struktur Utama Gelagar memanjang (Ribs), Gelagar Melintang
Analisa Struktur Menggunakan Program MIDAS/Civil (Analisa Statis & Dinamis, Staging Analysis) Not OK Desain Struktur Utama Gelagar memanjang (Box), Pylon OK
Not OK
Kontrol Stabilitas Aerodinamis OK Desain Struktur Bawah Perletakan, Pondasi
Menyusun Gambar Kerja
SELESAI
7
BAB IV PRELIMAINARY DESAIN 4.1
Konfigurasi Susunan Kabel
Konfigurasi kabel arah melintang berupa Two Vertical Planes System, sedangkan arah memanjang jembatan berupa Fan System. Plan design sebagai berikut : Panjang bentang : L = 2 l1 + l '+ CL Dimana : L = Panjang jembatan l ' = Panjang bentang dalam l1 = Panjang bentang samping CL = Closure Rumus diatas dipakai jika jembatan yang direncanakan berupa Symmetric CableStayed. Sedangkan untuk jembatan Asymmetrical Cable-Stayed belum memiliki cara estimasi awal untuk panjang bentang jembatan. Apalagi kemampuan jembatan yang didukung dengan adanya blok anker, maka bentang yang dipikul akan lebih panjang. Dalam tugas akhir ini, perencanaan akan didasarkan pada rasio maksimum antara panjang bentang terpanjang dengan panjang bentang total jembatan yang pernah dibuat. Pada kasus ini, jembatan Batman di Australia akan digunakan sebagai contoh dasar perencaaan jembatan Asymmetrical CableStayed.
dengan tepi sungai sesuai dengan latar belakang dipilihnya jembatan ini). Maka bentang yang tersisa adalah 160 m sebagai bentang terpanjang. L 160 m n= 1 = = 0,80......n < 0,81(ok ) L 200 m Maka bentang jembatan diatas dipakai pada perencanaan jembatan ini. Rasio maksimum antara panjang bentang terpanjang dengan panjang bentang total jembatan yang pernah dibuat untuk jembatan cable-stayed dua bentang akan ditampilkan pada tabel berikut : Tabel 4.1 Rasio Panjang Bentang Jembatan Cable-stayed
Jarak kabel pada gelagar (a) : gelagar baja (15 m – 25 m) dan gelagar beton (5 m – 10 m).
[(l − CL) / Py] = [(160− 0) / 1]
a=
n
15m ≤ a ≤ 25m (ok) Dimana : a = Jarak angker kabel pada gelagar
l
L1 210 m = = 0,81 L 260 m
Dimana : L1 = Panjang bentang terpanjang L = Panjang bentang total Maka hasil diatas dapat digunakan sebagai pembatas dalam perencanaan jembatan Asymmetrical Cable-Stayed Ngrame II Mojosari – Mojokerto. Misal direncanakan panjang bentang terpendek 40 m (panjang bentang diukur dari jarak terdekat pylon
= Panjang bentang tengah
n = Jumlah kabel Py = Jumlah pylon CL = Closure
Gambar 4.1 Batman Bridge, Australia Dengan rasio n =
8
= 20 m .........
Tinggi Pylon (h) ≥ L/6 (Troitsky 1977 hal 33)
h≥
160m 6
h ≥ 26,67 m Atau h = 0,465x n x a (Troitsky 1977 hal 181)
8
h = 0,465 x 8 x 20 = 74,4 m Sedangkan Gimsing (1983) memberikan perumusan yang berbeda untuk jembatan cable-stayed dengan Fan System yaitu : Dalam perencanaan tinggi pylon harus benar-benar diperhatikan karena semakin pendek pylon maka gaya aksial yang akan dipikul oleh gelagar utama akan semakin besar. Apalagi jembatan ini direncanakan Asymmetric, maka besarnya gaya yang bekerja pada perletakan harus juga diperhitungkan. Sehingga tinggi pylon yang direncanakan setinggi 68 meter dari perletakan kabel di gelagar utama. Kelandaian arah memanjang sebesar 0 %.
Gambar 4.2 Penampang dek Severin Bridge, Germany Box t = 30 mm 0.2
0.5
Plat t = 12 mm Plat t = 18 mm
0.5
2.4 0.5
0.5
0.2
4.2
Dimensi Gelagar Memanjang ¾ Box girder Menurut Podolny (1976) dalam bukunnya “Contruction & Design of Cable-Stayed Bridges”, bahwa perbandingan tinggi gelagar dengan bentang jembatan bervariasi antara 1/40 s/d 1/100. Tinggi box girder (h) : 1 L ≥ h ≥ 1 L 40 100 1 1 » x160m ≥ h ≥ x160m 40 100 » 4 m ≥ h ≥ 1,60 m
Dalam tugas akhir ini, tinggi box girder direncanakan menggunakan perbandingan 1/66. Perencanaan tersebut mengacu pada perencanaan jembatan Severin dijerman karena memiliki banyak kesamaan pada desain konstruksinya.
h=
1 x160m = 2,42m 66
dipakai h = 2,40 m & b = 1,60 m Mutu baja box girder : BJ-50 Î fy = 290 Mpa fu = 500 Mpa
0.2
0.6
0.6
0.2
1.6
Gambar 4.3 Preliminary box girder ¾ Ribs (rusuk-rusuk) Jarak antar balok melintang sebesar 5m Gelagar melintang berupa profil baja WF : Tinggi ribs (d) ≥
L 5 = = 0,416 m 12 12
Dipilih WF 450x200x8x12 d = 446 mm bf = 199 mm mm tf = 12 mm tw = 8 mm 66,2 kg/m Mutu baja WF : BJ-41 Î fy = 250 Mpa fu = 410 Mpa
r = 18 w=
tf
d
h
tw
bf
Gambar 4.4 Profil WF
9
4.3
Dimensi Gelagar Kantilever
Melintang
dan
¾ Gelagar melintang berupa profil baja WF : L 7 Tinggi balok (d) ≥ = = 0.77 m 9 9 Dipilih WF 800x300x14x26 : d = 800 mm bf = 300 mm r = 28 mm tf = 26 mm tw = 14 mm w= 210 kg/m
M.A.B
M.A.N
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
200
Gambar 4.6 Konfigurasi kabel memanjang 12.5
2
2 + 70.00 2
B
+ 68.00 3 + 65.00 3
¾ Kantilever berupa baja WF : L 1,25 Tinggi balok (d) ≥ = = 0.21 m 6 6 Dipilih WF 300x150x5,5x8 d = 298 mm bf = 149 mm r = 13 mm tf = 8 mm tw = 5.5 mm w = 32 kg/m Mutu baja WF : BJ-41 Î fy = 250 Mpa fu = 410 Mpa Baut tipe tumpu (normal) : BJ-50 Mutu Las : FE60 Î fu = 60 ksi
+ 62.00 3
B
+ 59.00 3 + 56.00 3 + 53.00 3 + 50.00 3 + 47.00
46.7
0.15
0.15
1.15
1.15
1.4
3.5
3.5
Krian
1.4
Mojosari
0.3 + 0.30 ± 0.00 2.4 - 2.40
C L
1.4
2.55
1.4
1.4
8.6
1.4
1.4
2.55
6.8
- 9.20 1 - 10.20
3
13.7
3
Gambar 4.7 Konfigurasi kabel melintang
0.15
0.15
1.15
1.15 3.5
1.4
3.5
Krian
1.4
Mojosari C L
0.3 + 0.30 ± 0.00 2.4
1.4
2.05
1.4
1.4
8.6
1.4
- 1.60
1.4
2.05
Gambar 4.5 Penampang dek jembatan 4.4
Dimensi Kabel dan Angker Jenis konfigurasi kabel yang digunakan yaitu konfigurasi fan dengan sistem kabel 2 bidang vertikal (two vertical planes system):
Ada dua jenis kabel pararel VSL 7-wire strand yang biasa digunakan untuk konstruksi jembatan kabel yaitu: Tabel 4.2 Jenis kabel dan angker ASTM A Euronorme 416-74 grade Standard 138-79 270 15,2 15,7 ∅ (mm) 140 150 As (mm2) fu (fijin = 0,7 fu) 1860 (1302) 1770 (1239) (MPa) 7, 12, 19, 31, 37, 61, dan 91 Ukuran strand angker Dalam perencanaan ini akan digunakan kabel tipe 1 (15,2 mm; 1860 Mpa seperti yang disyaratkan pada RSNI T-03-2005 yaitu mutu kabel yang digunakan memiliki tegangan putus minimal 1800 Mpa dan dengan tegangan
10
Wλ = Berat gelagar memanjang box per kabel W = box tb.30mm + plate tb.18mm + plat tb.12mm = (0,23646x77) + [(1,2036x0,018/1,5m) + (0,36x0,012/1,5m)] 77 = 19,54 kN/m
ijin sebesar 0,7fu. Pada tugas akhir ini, Kabel akan diberi simbol sebagai berikut untuk bentang terpendek diberi simbol “s” dan bentang terpanjang diberi simbol “m”. Penomoran kabel dimulai dari dekat pylon dan dilanjutkan menuju tengah untuk bentang tengah (m1 sampai m7) dan untuk bentang tepi (s1 sampai s7). Berikut adalah dimensi kabel dan anker dari VSL : Tabel 4.3 Dimensi anker VSL
Dimensi awal kabel didekati dengan persamaan berikut (Gimsing, 1983): m7 m6 m5 m4
s7 s6 s5 s4 s3 s2
m2
ci = h
s1
?i
?a c
m1
?i
m3
ai
b
Gambar 4.8 Notasi dimensi kabel Asc =
(Wλ + P) cosθ i (0,7 f u )(sin θ i . cosθ i ) − γ .ai
Atau
(
1 n 2 0,8(Wλ + P)ai + γ ∑i =1 Asc ai / cosθ i 2 Aac = h(0,7 f u ) cosθ ac
Dimana: Asc = Luas penampang kabel tanpa blok anker Aac = Luas penampang kabel dengan blok anker W = Beban mati dan hidup merata P = Beban terpusat λ = Jarak antar angker kabel pada gelagar θι = Sudut kabel terhadap horisontal γ = Berat jenis kabel = 77 kN/m3 fu = Tegangan putus kabel = 1860 Mpa a = Jarak mendatar dari pylon ke angker kabel pada gelagar h = Tinggi kabel di pylon
)
Kabel miring akan mengalami lenturan yang berbentuk parabola dengan gaya aksial tarik T, sehingga kabel mengalami pergeseran sudut. Sudut kemiringan optimum kabel terluar adalah 45º, namun masih dapat divariasikan dalam batas yang dapat diterima (reasonable limits), yaitu antara 25º - 65º (Troitsky, 1977). - Berat gelagar box pada bentang tengah 20 m Wλ = 19,54 x 20 x 1,1 = 429,88 kN - P = Berat pada reaksi perletakan balok melintang per-5 m termasuk beban mati dan beban hidup yang diperoleh dari analisa SAP2000 : Untuk bentang tengah =673,53 kN - asumsi Pangker = 5 kN - γstrand = 77 kN/m3 - Dimensi strand digunakan standar Amerika 0,7 fu = 0,7x1860 N/mm2 = 1302000 kN/m2 - Wλ +P = beban vertical deck jembatan pada joint kabel 9 Joint m1 - m7 dan s1 Wλ +P = [429,88]+[(4x673,53)+5] = 3129 kN Perhitungan penampang dan jumlah strand kabel untuk preliminary desain sebagai berikut: Kabel m1: a1 = 20 m ; θ1 = 67º ; Wλ+P = 3129 kN Asc =
(3129) cos 67° = 2,61938x10 −3 m 2 (1302000)(sin 67°. cos 67°) − 77 x 20
= 2619,38 mm2 Kabel tipe 1 (Ø = 15,2 mm; As = 140 mm2) Jumlah kabel (n) =
Asc 0 2619,38 = = 18,71 ≈ 19 strand 140 As
Asc = n.As = 19 x 140 = 2660 mm2
11
Tabel 4.4 Perhitungan jumlah strand kabel tanpa blok anker No. of Cable m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 s1
θi
ai
Wλ+P
Asc 0
( o) 67 51 41 35 31 27 25 67
(m) 20 40 60 80 100 120 140 20
(kN) 3129 3129 3129 3129 3129 3129 3129 3129
(mm2) 2619,38 3107,40 3689,57 4232,52 4729,47 5388,09 5812,15 2619,38
n kabel 18,71 22,20 26,35 30,23 33,78 38,49 41,52 18,71
npakai kabel 19 23 27 31 34 39 42 19
Asc
(mm2) 2660 3220 3780 4340 4760 5460 5880 2660
Ts8 Ts7 Ts6 Ts5 Tm8 Tm7 Tm6
Ts4
Tm5
Ts3
Tm4 Tm3 Tm2
Ts2
Kabel s7: a7 = 140 m ; θ7 = 25º ; θac7 = 50º ; Wλ+P = 3129 kN ⎡
⎛
x10 −6 Cos 25°
[0,8 x3129 x140 ] + ⎢ 1 x 77 x⎜⎜ 5880 x140
2
⎝ ⎣2 65 x (1302000 )Cos 50 °
Aac =
⎞⎤ ⎟⎟ ⎥ ⎠⎦
Ts1
Gambar 4.9 Distribusi gaya aksial kabel ke pylon
= 6,53216 x10 − 3 m
T = (Wλ + P)
= 6532,16 mm2 Kabel tipe 1 (Ø = 15,2 mm; As = 140 mm2) Jumlah kabel (n) = Aac 0 6532 ,16 = = 46,66 ≈ 47 strand As 140 Asc = n.As = 47 x 140 = 6580 mm2
Untuk kabel tanpa blok anker atau 1 T = 0,8(Wλ + P) + γ ( Asc ai / cosθ i ) 2 Untuk kabel dengan blok anker
Berikut ini adalah tabel perhitungan gaya aksial : Tabel 4.7 Perhitungan gaya aksial pada pylon
Tabel 4.5 Perhitungan jumlah strand kabel dengan blok anker No. of Cable s2 s3 s4 s5 s6 s7
θac
θi
ai
Wλ+P
h
Asci
o
( ) 51 41 35 31 27 25
o
(m) 40 60 80 100 120 140
(kN) 3129 3129 3129 3129 3129 3129
(m) 50 53 56 59 62 65
(mm ) 3220 3780 4340 4760 5460 5880
( ) 51 51 51 50 50 50
2
Aac0 2
(mm ) 2451,70 3474,49 4392,75 5112,80 5854,51 6532,16
n kabel 17,51 24,82 31,38 36,52 41,82 46,66
npakai kabel 18 25 32 37 42 47
4.5
Struktur pylon Preliminary pylon berdasarkan besarnya gaya aksial tekan kabel untuk satu sisi kolom vertikal pylon. 1. 2. 3. 4.
Tm1
Material : Beton bertulang f’c : 50 MPa fy : 400 Mpa Bentuk pylon menggunakan tipe two vertical:
Aac 2
(mm ) 2520 3500 4480 5180 5880 6580
θi
Wλ+P
m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7
ai (m) 20 40 60 80 100 120 140
( o) 67 51 41 35 31 27 25
(kN) 3129 3129 3129 3129 3129 3129 3129
s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7
20 40 43 46 49 52 55
67 51 41 35 31 27 25
3129 3129 3129 3129 3129 3129 3129
No. of Cable
Asc (mm2) 2380 2800 3360 3780 4200 4760 5180
T (kN) 3129 3129 3129 3129 3129 3129 3129
2380 2240 3080 3920 4480 5180 5740 Ttotal
3129 3129 2509,956 2511,675 2513,06 2514,839 2516,611 40727,14
Gaya aksial total (T) = 40727,14 kN b = lebar penampang ; h = tinggi penampang = 1,5 b
A perlu =
T 40727 ,14 = = 8145542 ,8mm 2 = fc ' 50 x10 −3
8145,43 cm2 Luas penampang (A) = b x 1,5 b = 1,5 b2 b=
A 8145,43 = = 73,69 cm ≈ 250 cm 1,5 1,5
h = 1,5 x 250 = 375 cm ≈ 400 cm
12
Hasil dari preliminary desain pylon dipresentasikan pada gambar berikut ini : 4
2
12.5
0,75 kN/m
2 + 70.00
+ 70.00
2
1.5
+ 68.00
A
6.5
2,3 mm
3 + 65.00
+ 63.50
1.5
3
0,75 kN/m
+ 62.00
A
6
3 + 59.00
+ 57.50
Detail A
3 + 56.00 6
3 + 53.00
+ 51.50
3
2
+ 50.00
do = 60,5 mm
3 + 47.00
2
Detail B
4 54 46.7
2.5 C
0.15
Detail C
C
0.15
1.15
1.15
1.4
3.5
3.5
Krian
1.4
Mojosari
0.3 + 0.30 ± 0.00 2.4 - 2.40
C L
B 1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
- 2.50
2.55
8.6
6.7
2.55
6.8
B
- 9.20 1 - 10.20
1
6
3
13.7
- 9.20 - 10.20
Gambar 5.2 Profil dan Gaya pada Pipa Sandaran Panjang total jembatan = 200 m Jarak tiang sandaran =2m Bahan yang digunakan : 1. Mutu Beton f’c = 20 Mpa 2. Mutu Baja fy = 240 Mpa 3. Pipa sandaran - Diameter luar (do)= 60,5 mm - Berat pipa (q) = 3,3 kg/m - Tebal pipa (t) = 3 mm - Mutu baja = BJ 41
3
2.5 Gambar 4.10 Preliminary desain pylon
BAB V PERANCANGAN STRUKTUR SEKUNDER
Pelat Lantai Kendaraan (Compodeck) Pelat lantai kendaraan berupa beton komposit antara beton bertulang dengan pelat compodeck. D16-200mm
Aspal
D16-100mm
Ø12-100mm
taspal = 50 mm Cover = 45 mm
taspal = 50 mm ts = 200 mm
155 mm hcomp = 52 mm
2.4
Gelagar Ribs
Tiang Sandaran q D = 3,30 kg/m q L = 0,75 kN/m
1.4 m
tcomp = 1.0 mm
1.4 m
Gambar 5.5 Potongan Melintang Pelat Lantai Kendaraan
1,1 m 0.9 m
2.00 m
Gambar 5.1 Beban yang bekerja pada pipa sandaran
γbeton = 24 kN/m3 = 22 kN/m3 γaspal γcomp = 10,34 kg/m2 f’c = 25 MPa fy = 400 Mpa fyc = 550 Mpa Decking = 45 mm Tul. Lapangan : D16 – 200 Tul. Tumpuan`: D16 – 100 Tul. Susut dan suhu : ∅12 – 200 Bahan dasar : Compodeck Lysaght
13
BAB VI GELAGAR MEMANJANG
Box t = 50 mm 0.2
0.35
6.1
Plat t = 18 mm
Gelagar ribs Data perencanaan sebagai berikut : Gelagar diasumsikan sebagai simple beam.
0.35
1.8 0.35
0.35
0.2
D16-200mm
Aspal
D16-100mm
Ø12-100mm
taspal = 50 mm Cover = 45 mm
0.2
taspal = 50 mm ts = 200 mm
155 mm
1.4 m
0.4
0.2
tcomp = 1.0 mm
Gambar 6.16 Penampang box girder
1.4 m
BAB VII GELAGAR MELINTANG
Gambar 6.2 Potongan Melintang Gelagar Ribs Beton bertulang : fc’ = 25 Mpa ; fy = 400 Mpa Pelat compodeck : fyc = 550 Mpa Profil baja : BJ-41 Î fy = 250 Mpa ; fu = 410 Mpa WF 500x200x9x14 : W = 79,5 kg/m = 0,795 kN/m γbeton γaspal γbaja γcomp Decking tcomp Acomp
0.4
1.2
hcomp = 52 mm
Gelagar Ribs
Plat t = 12 mm
= 24 kN/m3 = 22 kN/m3 = 77 kN/m3 = 10,34 kg/m2 = 45 mm = 1,0 mm = 1269,7 mm2/m
6.2 Gelagar Box (Box Girder) Data perencanaan sebagai berikut : Profil baja box: BJ-50 Î fy = 290 Mpa ; fu = 500 Mpa γbeton = 24 kN/m3 = 22 kN/m3 γaspal γbaja = 77 kN/m3 Mutu baut : fu = 500 Mpa Box girder 1800x1200x50x50
7.1
Gelagar Melintang Data perencanaan sebagai berikut : Gelagar diasumsikan sebagai simple beam. ts = 200 mm hcomp = 52 mm
Gelagar Ribs
Gelagar Melintang
Gambar 7.2 Potongan Gelagar Melintang Beton bertulang : fc’ = 25 Mpa ; fy = 400 Mpa Pelat compodeck : fyc = 550 Mpa Profil baja : BJ-41 Î fy = 250 Mpa ; fu = 410 Mpa WF 900.300.15.23 : W = 213 kg/m = 2,13 kN/m γbeton γaspal γbaja γcomp Decking tcomp Acomp
= 24 kN/m3 = 22 kN/m3 = 77 kN/m3 = 10,34 kg/m2 = 45 mm = 1,0 mm = 1269,7 mm2/m
14
7.2
Gelagar Kantilever Data perencanaan sebagai berikut : Gelagar diasumsikan sebagai continous beam.
WF 250.125.6.9
Baut & Las
Gelagar Melintang
Box Girder
Gambar 7.21 Potongan Gelagar Kantilever Beton bertulang : fc’ = 25 Mpa ; fy = 400 Mpa Pelat compodeck : fyc = 550 Mpa Profil baja : BJ-41 Î fy = 250 Mpa ; fu = 410 Mpa WF 250.125.6.9 : W = 29,6 kg/m = 0,296 kN/m γbeton γaspal γbaja γcomp Decking tcomp Acomp
= 24 kN/m3 = 22 kN/m3 = 77 kN/m3 = 10,34 kg/m2 = 45 mm = 1,0 mm = 1269,7 mm2/m
kendaraan, gelagar memanjang, melintang, beban tambahan dan beban hidup dari berbagai konfigurasi beban untuk selanjutnya disalurkan ke struktur pylon. 10.1 Data Perencanaan Ada dua jenis kabel pararel VSL 7-wire strand yang biasa digunakan untuk konstruksi jembatan kabel yaitu: Tabel 10.1 Jenis kabel dan angker ASTM A Euronorme 416-74 grade Standard 138-79 270 15,2 15,7 ∅ (mm) 2 140 150 As (mm ) fu (fijin = 0,7 fu) 1860 (1302) 1770 (1239) (MPa) 7, 12, 19, 31, 37, 61, dan 91 Ukuran strand angker Dalam perencanaan ini akan digunakan kabel tipe 1 (15,2 mm; 1860 Mpa seperti yang disyaratkan pada RSNI T-03-2005 yaitu mutu kabel yang digunakan memiliki tegangan putus minimal 1800 Mpa dan dengan tegangan ijin sebesar 0,7fu. Kabel akan diberi simbol sebagai berikut :
s7 s6 s5 s4 s3 m7
BAB VIII METODE PELAKSANAAN Metode pelaksanaan konstruksi jembatan cable stayed ini dibuat kantilever bebas dan dipengaruhi langsung oleh beban form traveller. Gelagar dan lantai kendaraan (gelagar melintang, kantilever, ribs dan pelat compodeck) sebelum dipasang pada jembatan dirangkai terlebih dahulu (lantai kendaraan tanpa dicor) untuk mengurangi pengerjaan saat pelaksanaan.
BAB X STRUKTUR KABEL Struktur kabel adalah salah satu struktur utama dalam konstruksi jembatan cable stayed. Kabel-kabel ini memikul berat lantai
m6
m5
m4
m3
m2
m1
s1
s2
M.A.B
M.A.N
20 20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
200
Gambar 10.1 Nomenklatur Kabel 10.2 Gaya Stressing Kabel Dalam pelaksanaannya, masing-masing kabel diberi gaya tarik (stressing) dahulu sebelum dibebani. Hal ini dimaksudkan untuk mengatur posisi gelagar agar sesuai dengan posisi finalnya sebelum diberi beban hidup. Apabila gaya tarik ini tidak diberikan pada kabel, pada akhirnya posisi final gelagar sebelum diberi beban hidup akan terlalu melendut kebawah akibat deformasi kabel karena dibebani lantai kendaraan. Dengan bantuan program MIDAS/Civil, dapat dihitung gaya tarik masing-masing kabel
15
tersebut dengan fitur unknown load factors calculation. Langkah-langkah analisanya dapat dijelaskan sebagai berikut : 1) Memberi masing-masing kabel gaya tarik sebesar 1 unit (dalam hal ini kN). 2) Memberi batasan deformasi untuk nodal-nodal pada lantai kendaraan. Hal ini dimaksudkan untuk memberikan input pada program kondisi final yang diinginkan untuk lantai kendaraan. Dalam hal ini batasan yang diberikan adalah 0,01 m sampai 0,01 m. Artinya, lantai kendaraan boleh melendut maksimal ±0,01 m pada kondisi final setelah dilakukan stressing. 3) Juga ditentukan beban apa saja yang ikut mempengaruhi kondisi final sebelum diberi beban hidup. Bebanbeban yang bekerja adalah beban mati (berat sendiri lantai kendaraan) dan beban superimpose. 4) Data yang diperlukan program sudah cukup dan dapat dilakukan iterasi. Program melakukan iterasi pada gaya tarik yang telah diberikan sebelumnya yaitu 1 kN, hingga tercapai batasan yang juga telah diberikan yaitu ±0,01 m pada lantai kendaraan. 5) Output yang dihasilkan program adalah load factor untuk masing-masing kabel. Jadi, gaya tarik 1 kN di atas diberi load factor oleh program hasil dari iterasi. Hal ini berhubungan dengan fitur yang dimiliki program MIDAS/Civil yaitu unknown load factors calculation.
BAB XI STRUKTUR PYLON & PERLETAKAN 11.1 Analisa Penampang Pylon
Tul. Lentur Tul. Geser
: 264 - D32 : 4D16 - 300
70D32
75D32
D22-300
264D32
3.5
Gambar 11.10 Desain tulangan pada pylon 11.2 Analisa Penampang Balok BA
Tul. Lentur Tul. Geser
: 30 - D32 : 2D16 - 200
11.3 Analisa Penampang Balok BB
Tul. Lentur Tul. Geser
: 80 - D32 : 4D16 - 100
11.4 Perletakan Kekerasan durometer IRHD : 70 Modulus geser (G) : 1,2 MPa Modulus keseluruhan : 2000 MPa Dimensi (a x b x t): 600 x 600 x 97 mm Tebal selimut atas + bawah (tc) : 12 mm Tebal selimut sisi (tsc) : 10 mm Tebal karet dalam (t1) : 4@15 mm Tebal pelat baja (ts) : 5@5 mm Kekakuan rotasi (Krn) : 18887 kNm/rad 60
60
97
Gambar 12.12 Dimensi elastomer
16
BAB XII PONDASI
1.8
Pi =
Pondasi merupakan bangunan perantara untuk meneruskan beban bagian atas dan gaya-gaya yang bekerja pada pondasi tersebut ketanah pendukung di bawahnya. Adapun data-data dalam perencanaan pondasi adalah : Dimensi bor pile (D) = 140 cm Luas bor pile (Ap) = ¼.π.D2 = 1,539 mm2 Keliling bor pile (As) = π.D = 4,40 m Daya Dukung Tanah Daya dukung ijin pondasi dalam dihitung berdasarkan data nilai SPT dari hasil boring dengan menggunakan metode Meyerhoff yang telah dimodifikasi oleh WIKA dan dengan faktor keamanan 2.
1.7
Perencanaan Kelompok Tiang (Pile Group) Perhitungan jarak tiang berdasarkan Dirjen Bina Marga : Untuk jarak antar tiang pancang : 2,5 D < S < 3 D dimana : S = jarak antar tiang pancang S1= jarak tiang pancang ke tepi Untuk jarak tepi tiang pancang : 1,5 D < S1 < 2 D
Efisiensi daya dukung pondasi kelompok menurut Converse Labarre adalah : Efisiensi : ( ή ) = 1 ⎧ ⎛ D ⎞⎛ (m − 1).n + (n − 1).m ⎞⎫ ⎟⎬ ⎨arc tg ⎜ ⎟⎜ 90.m.n ⎝ S ⎠⎝ ⎠⎭ ⎩
Dimana : D = diameter tiang pancang S = jarak antar tiang pancang m = jumlah tiang pancang dalam 1 baris = 8 n = jumlah baris tiang pancang = 5
ΣP Mx.Yi My.xi ± ± n Yi 2 xi 2
∑
∑
Dimana : Pi = Total beban yang bekerja pada tiang yang ditinjau Y1 = jarak tiang yang ditinjau dalam arah y xi = jarak tiang yang ditinjau dalam arah x Σ xi2= jumlah kuadrat jarak tiang pancang dalam arah x Σ y1 2 = jumlah kuadrat jarak tiang pancang dalam arah y
1.6
⎛ N × As ⎞ Qu ⎟ ; Qd = Qu = 40 × N × Ap + ⎜⎜ ⎟ SF ⎝ 5 ⎠
Hasil Analisa
Hy Y
Hx Mx
My
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
18.4
X
28.9
Titik bor pile yang ditinjau adalah titik 40 yang menerima beban maksimum akibat gaya vertikal maupun momen : 219895 , 28 155104,69x 7 17441,94x1 2,25 + + P40 = 40 980 2572 ,5 = 5497,38 + 1107,89 + 83,06 = 6688,33 kN Direncanakan bor pile dengan kedalaman 28 m maka daya dukung 1 bor pile : Pijin = η Qd = 0,59 x 11607,40 = 6848,37 kN Jadi beban maksimal yang diterima 1 bor pile Pmaks = 6688,33 kN < Pijin = 6848,37 kN maka tanah kuat menahan beban diatasnya.
daya dukung 1 bor pile : Pijin = η Qd
17
