Tugas Perancangan Struktur Jembatan

 Perancangan Struktur Jembatan

1. Syarat – syarat (pertimbangan) perencanaan jembatan yang layak

a)      Kekuatan Struktural dan Stabilitas Keseluruhan

Struktur harus mempunyai kekuatan memadai untuk menahan beban pada kondisi ultimate dan struktur sebagai satu kesatuan harus stabil pada pembebanan tersebut. 

b)     Kelayakan Struktural

Bangunan bawah dan pondasi harus berada dalam keadaan layan pada beban batas beban layak. Hal ini berarti struktur tidak boleh mengalami retakan, lendutan atau getaran sedemekian sehingga masyarakat menjadi khawatir atau jembatan menjadi tidak layak untuk penggunaan atau mempunyai pengurangan berarti dalam umur kelayanan. 

c)      Kenyamanan bagi pengguna jembatan

Lantai jembatan harus dirancang untuk menghasilkan pergerakan lalu lintasyang mulus. Pada jalan yang diperkeras, pelat injak (structural transition slab) harus dipasang diantara jalan pendekat dan kepala jembatan.Sudut pada sambungan lantai beton yang terlewati oleh lalu lintas harus dilindungi dari kemungkinan tergerus atau gompal. Apabila lantai beton tanpa lapis permukaan aspal digunakan, pertimbangan harus diberikan untuk menyediakan ketebalan tambahan+10 mm untuk keperluan penyesuaian profil lantai dengan cara penggerindaan (grinding) dan sebagai kompensasi berkurangnya ketebalan akibat tergerus. 

d)     Estetika

Struktur jembatan harus menyatu dengan pemandangan alam dan menyenangkan untuk dilihat.

e)      Keawetan

Bahan yang dipilih harus sesuai untuk lingkungan, missal jembatan rangka baja yang di galvanisasi tidak merupakan bahan terbaik untuk penggunaan di dalam lingkungan laut agresif garam yang dekat pantai. 

f)       Kemudahan Konstruksi

Pemilhan rencana harus mudah dilaksanakan, rencana yang sulit akan dapat menyebabkan waktu pengerjaan yang lama dan peningkatan biaya, sehingga harus di hindari sedapat mungkin. 

g)      Ekonomis dapat diterima

Rencana termurah yang sesuai pendanaan dan pokok-pokok rencana lainnya umumnya yang dipilih. Penekanan harus di berikan pada biaya umur total struktur yang mencakup biaya pemeliharaan dan tidak hanya biaya permulaan konstruksi. 

2. Peraturan – peraturan legal dalam perencanaan Jembatan (SNI,dll)

BMS 92 : Bridge Management System, 1992

   · BMS 93 : Lampiran A dan Penjelasan Bag 1 sd. 9

   · BMS 93 : Panduan Pengawasan dan Pelaksanaan jembatan

  · Guidelines for the Installation, Inspection, Maintenance and Repair of Structural Supports for Highway Signs, Luminaires and Traffic Signals, FHWA NHI 05-036, March 2005

   · Modifikasi Jembatan Bailey dengan Cara Perkuatan Cable

   · Panduan Pengawasan dan Pelaksanaan Jembatan

   · Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan - Persyaratan Tahan Gempa

   · Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan

   · RSNI T-02-2005 : Standar Pembebanan Untuk Jembatan

   · RSNI T-03-2005 : Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan

   · RSNI T-04-2005 : Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan

   · Spesifikasi Bantalan Elastomer Tipe Polos dan Tipe Berlapis untuk Perletakan Jembatan

   · Spesifikasi Pilar dan Kepala Jembatan Sederhana Bentang 5 m sampai 25 m dengan Fondasi Tiang Pancang

   · Standar Jembatan Bina Marga

   · Standar Pembebanan Untuk Jembatan Jalan Raya

   · Standar Perencanaan Gempa Untuk Jembatan

    . VSL-Indonesia

b. SLAB ON GRADE

   · Pedoman Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen

   · Petunjuk Pelaksanaan Perkerasan Kaku (Beton Semen)

   · Pelaksanaan Perkerasan Jalan Beton Semen 

c. REFERENCE

   · FEMA : Federal Emergency Management Agency

   · Precast Segmental Box Girder Bridges With External Prestressing, Design and Construction

   · Preliminary Design of Precat Prestressed Concrete Box Girder Bridges

  · Comprehensive Design Example for Prestressed Concrete (PSC) Girder Superstructure Bridge, FHWA

   · LRFD Design Example for Steel Superstructure Bridge, FHWA

   · Extending Span Rougs of Precast Prestressed Concrete Girder, NHCRP

   · Connection of Simple Span Precast Concrete Girder for Continuity, NCHRP

   · Concrete Box-Girder Bridges, IABSE

d. BROSUR

   · Tabel Konstruksi Baja

   · Precast Wall-Sheet Pile Adhi Karya

   · Precast Slab Adhi Karya

   · Precast Pile - 2 Adhi Karya

   · Precast Pile - 1 Adhi Karya

   · Precast Girder Wika

   · Precast Girder Adhi Karya 

e. LITERATURE

   · Buku Pedoman Perencanaan Struktur Baja (Structural Steel Designer's Handbook)

3. Bagian – Bagian dari konstruksi Jembatan (beserta gambar)

Struktur Atas Jembatan (Super Structures)

Trotoar

Jalur untuk pejalan kaki yang biasanya dibuat lebih tinggi tapi tetap sejajar dengan jalan utama, tujuannya agar pejalan kaki lebih aman dan bisa dilihat jelas oleh pengendara yang melintas.

Girder

Bagian pada struktur atas yang berfungsi untuk menyalurkan beban kendaraan pada bagian atas ke bagian bawah atau abutment.

Balok Diafgrama

Bagian penyangga dari gelagar-gelagar jembatan yang memanjang dan hanya berfungsi sebagai balok penyangga biasa bukan sebagai pemikul beban plat lantai.

Struktur Bawah Jembatan (Sub Structures)

Abutment

Bagian bawah jembatan yang berada pada kedua ujung pilar-pilar jembatan, fungsi dari abutment yaitu untuk menahan seluruh beban hidup (angin, hujan, kendaraan, dll) dan beban mati ( beban gelagar, dll) pada jembatan.

Abutment terdiri dari beberapa bagian yaitu :

·        Dinding belakang (back wall)

·        Dinding penahan (breast wall)

·        Dinding sayap (wing wall)

·        Plat injak (approach slab)

·        Konsol pendek untuk jacking ( corbel)

·        Tumpuan bearing

·        Pilar Jembatan

·        Pondasi inti yang berada di bagian tengah jembatan, fungsinya sebagai penahan jembatan dan menyalurkan beban ke tanah.

·        Pier Head

4. Bentuk – bentuk Jembatan (beserta gambar)

1. Jembatan kayu

Jembatan kayu merupakan jembatan sederhana yang mempunyai panjang relatif pendek dengan beban yang diterima relatif ringan. Meskipun pembuatannya menggunakan bahan utama kayu, struktur dalam perencanaan atau pembuatannya harus memperhatikan dan mempertimbangkan ilmu gaya (mekanika).

2. Jembatan beton bertulang dan jembatan beton prategang (prestressed concrete bridge)

Jembatan dengan beton bertulang pada umumnya hanya digunakan untuk bentang jembatan yang pendek. Untuk bentang yang panjang seiring dengan perkembangan jaman ditemukan beton prategang. Dengan beton prategang bentang jembatan yang panjang dapat dibuat dengan mudah.

3. Jembatan baja

Jembatan baja pada umumnya digunakan untuk jembatan dengan bentang yang panjang dengan beban yang diterima cukup besar. Seperti halnya beton prategang, penggunaan jembatan baja banyak digunakan dan bentuknya lebih bervariasi, karena dengan jembatan baja bentang yang panjang biayanya lebih ekonomis.

4. Jembatan komposit

embatan komposit merupakan perpaduan antara dua bahan yang sama atau berbeda dengan memanfaatkan sifat menguntungkan dari masing – masing bahan tersebut, sehingga kombinasinya akan menghasilkan elemen struktur yang lebih efisien. Ditinjau dari fungsinya maka jembatan dapat dibedakan menjadi :

a.       Jembatan jalan raya (highway bridge)

Jembatan yang direncanakan untuk memikul beban lalu lintas kendaraan baik kendaraan berat maupun ringan. Jembatan jalan raya ini menghubungkan antara jalan satu ke jalan lainnya.

b.      Jembatan penyeberangan (foot bridge)

Jembatan yang digunakan untuk penyeberangan jalan. Fungsi dari jembatan ini yaitu untuk memberikan ketertiban pada jalan yang dilewati jembatan penyeberangan tersebut dan memberikan keamanan serta mengurangi faktor kecelakaan bagi penyeberang jalan.

c.       Jembatan kereta api (railway bridge)

Jembatan yang dirancang khusus untuk dapat dilintasi kereta api. Perencanaan jembatan ini dari jalan rel kereta api, ruang bebas jembatan, hingga beban yang diterima oleh jembatan disesuaikan dengan kereta api yang melewati jembatan tersebut.

d.      Jembatan darurat

Jembatan darurat adalah jembatan yang direncanakan dan dibuat untuk kepentingan darurat dan biasanya dibuat hanya sementara. Umumnya jembatan darurat dibuat pada saat pembuatan jembatan baru dimana jembatan lama harus dilakukan pembongkaran, dan jembatan darurat dapat dibongkar setelah jembatan baru dapat berfungsi.

5. Jembatan box girder

Jembatan box girder umumnya terbuat dari baja atau beton konvensional maupun prategang. box girder terutama digunakan sebagai gelagar jembatan, dan dapat dikombinasikan dengan sistem jembatan gantung, cable-stayed maupun bentuk pelengkung. Manfaat utama dari box girder adalah momen inersia yang tinggi dalam kombinasi dengan berat sendiri yang relatif ringan karena adanya rongga ditengah penampang. box girder dapat diproduksi dalam berbagai bentuk, tetapi bentuk trapesium adalah yang paling banyak digunakan. Rongga di tengah box memungkinkan pemasangan tendon prategang diluar penampang beton. Jenis gelagar ini biasanya dipakai sebagai bagian dari gelagar segmental, yang kemudian disatukan dengan sistem prategang post tensioning. Analisa full prestressing suatu desain dimana pada penampang tidak diperkenankan adanya gaya tarik, menjamin kontinuitas dari gelagar pada pertemuan segmen. Jembatan ini digunakan untuk variasi panjang bentang 20 – 40 meter. Dalam perancangan jembatan ada beberapa aspek yang perlu ditinjau yang nantinya akan mempengaruhi dalam penetapan bentuk maupun dimensi jembatan. 

Adapun aspek tersebut antara lain :

a.       Aspek lokasi dan tipe jembatan

b.      Aspek lalu lintas

c.       Aspek hidrologi

d.      Aspek tanah

e.       Aspek geometri jembatan

f.        Aspek konstruksi jembatan

5. Beban – beban yang bekerja dalam Perencanaan struktur jembatan

Beban Primer

Beban primer merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan, yang terdiri dari: beban mati, beban hidup, beban kejut dan gaya akibat tekanan tanah.

a.    Beban mati

Beban mati adalah beban yang berasal dari berat jembatan itu sendiri yang ditinjau dan termaksud segala unsur tambahan tetap yang merupakan satu kesatuan dengan jembatan. Untuk menemukan besar seluruhnya ditentukan berdasarkan berat volume beban.

b.    Beban hidup

Beban hidup adalah semua beban yang berasal dari berat kendaraan-kendaraan yang bergerak dan pejalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan. Penggunaan beban hidup di atas jembatan yang harus ditinjau dalam dua macam beban yaitu beban “T” yang merupakan beban terpusat untuk lantai kendaraan dan beban “D” yang merupakan beban jalur untuk gelagar.

Beban Sekunder

Beban sekunder adalah beban yang merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam penghitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan.

a.    Beban Angin

Dalam perencanaan jembatan rangka batang, beban angin lateral diasumsikan terjadi pada dua bidang yaitu:

·      Beban angin pada rangka utama.

Beban angin ini dipikul oleh ikatan angin atas dan ikatan angin bawah.

·      Beban angin pada bidang kendaraan

Beban angin ini dipikul oleh ikatan angin bawah saja. Dalam perencanaan untuk jembatan terbuka, beban angin yang terjadi dipikul semua oleh  ikatan angin bawah.

b.   Gaya Akibat Perbedaan Suhu

Perbedaan suhu harus ditetapkan sesuai dengan keadaan setempat yaitu dengan perbedaan suhu.

·      Bangunan Baja

1)   Perbedaan suhu maksimum-minimum= 30⁰C

2)   Perbedaan suhu antara bagian-bagian jembatan= 15⁰C

·      Bangunan Beton

1)   Perbedaan suhu maksimum-minimum= 15⁰C

2)   Perbedaan suhu antara bagian-bagian jembatan=10⁰C

Dan juga tergantung pada koefisien muai panjang bahan yang dipakai misalnya:

·      Baja ε =12x10^-6/⁰C

·      Beton ε =10x10^-6/⁰C

·      Kayu ε =5x10^-6/⁰C

c.    Gaya Rangkak dan Susut

Diambil senilai dengan gaya akibat turunnya suhu  sebesar 15⁰C

d.   Gaya Rem dan Traksi

Pengaruh ini diperhitungkan dengan gaya rem sebesar 5% dari beban “D” tanpa koefisien kejut. Gaya re mini bekerja horizontal dalam arah jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,80 m dari permukaan lantai jembatan.

e.    Gaya Akibat Gempa Bumi

Bekerja kea rah horizontal pada titik berat kontruksi.

KS = E x G ……………………………………………[1-5]

Dimana:

KS     = koenfisien gaya horizontal (%)

G       = beban mati (berat sendiri) dari kontruksi yang ditinjau.

E       = koefisien gempa bumi ditentukan berdasarkan peta zona gempa    dan biasanya      diambil 100% dari berat kontruksi.

f.     Gaya Gesekan Pada Tumpuan Bergerak

Ditinjau hanya beban mati (ton). Koefisien gesek karet dengan baja atau beton= 0,10 sampai dengan 0,15.

Beban Khusus

Beban khusus yaitu beban-beban yang khususnya bekerja atau berpengaruh terhadap suatu struktur jembatan. Misalnya: gaya sentirfugal, gaya gesekan pada tumpuan, beban selama pelaksanaan pekerjaan struktur jembatan, gaya akibat tumbukan benda-benda yang hanyut dibawa oleh aliran sungai.

a.    Gaya sentrifugal

Konstruksi yang ada pada tikungan harus diperhitungkan gaya horizontal radial yang dianggap bekerja horizontal setinggi 1,80 m di atas lantai kendaraan dan dinyatakan  dalam % terhadap beban “D”

b.   Gaya Gesekan pada Tumpuan

Gaya gesekkan ditinjau hanya timbul akibat beban mati (ton). Sedangkan besarnya ditentukan berdasarkan koefisien gesekan pada tumpuan yang bersangkutan

Gaya Tumbukkan pada Jembatan Layang

Untuk memperhitungkan gaya akibat antara pier (bangunan penunjang jembatan diantara kedua kepala jembatan) dan kendaraan, dapat dipikul salah satu dan kedau gaya-gaya tumbukkan horizontal

Nama : Prambrio Pramudya Pambudi

NPM  : 15316775

Kelas  : 3ta05

Dosen : I Kadek Bagus Widana Putra

Hyperlink 1 https://ftsp.gunadarma.ac.id/sipil/

Hyperlink 2 https://www.gunadarma.ac.id