Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Jurnal Skripsi Jembatan



STUDI ALTERNATIF PERENCANAAN  JEMBATAN DENGAN KONSTRUKSI PLATE GIRDER PADA JEMBATAN PAGERLUYUNG TOL MOJOKERTO
Febrian Deni Bastian
ABSTRAKSI
Jembatan merupakan konstruksi yang berfungsi untuk meneruskan jalan dari satu tempat ke tempat yang lain yang terhalang oleh rintangan. Rintangan ini dapat berupa jalan lain (jalan air atau jalan lalu lintas biasa). Perkembangan trasportasi yang semakin erat kaitannya dengan pembangunan, baik berupa pembangunan jalan maupun jembatan yang berfungsi untuk memperlancar arus kendaraan sehingga tercipta efisiensi waktu dalam beraktifitas. Jembatan Pagerluyung mempunyai bentang total yaitu 87,9m dan lebar 11,15m, dengan bentang yang panjang jembatan pagerluyung dibagi menjadi 3 bentang yaitu bentang I : 16,60m, bentang II : 40,70m, dan bentang III : 30,60m. Secara umum, tugas akhir ini adalah merencanakan alternatif struktur jembatan. Altenatif perencanaan Jembatan pagerluyung tol Mojokerto  menggunakan kontruksi gelagar plat, bentang jembatan di ambil 40,65 meter dengan lebar 11,15 meter. Untuk pembebanan pada jembatan ini menggunakan LRFD, Standard pembebanan untuk jembatan RSNI T – 02 - 2005 dan RSNI4 (Perencanaan Struktur Baja untuk Jembatan). Hasil perencanaan besarnya pembebanan dan dimensi plat lantai kendaraan dari perhitungan Beban primer didapat  Berat plat lantai kendaraan: 1304,4 kg/m, Beban sendiri gelagar : 1050,016 kg/m, beban hidup : 2111,4 kg/m dan beban garis ”P” : 11466 kg. Sedangkan untuk beban sekunder didapat Beban angin : 1109,65 kg/m dan akibat Gaya rem: 8100 kg. Perencanaan dimensi plat lantai kendaraan diperoleh Tebal plat beton : 20 cm, Tulangan pokok : D16 - 100 mm, dan Tulangan bagi: D10 - 100mm. Hasil perhitungan dimensi gelagar tipe plat tinggi 170 cm, lebar flens atas dan bawah 60 cm, tebal flens 7,5 cm terdiri dari 3 lapis plat, tebal badan 2 cm. Semua dimensi yang dipakai memenuhi persyaratan dari beban yang bekerja. Panjang gelagar 40,65 meter terbagi menjadi 6 sambungan baut dengan panjang 5,325 meter untuk ujung bentang dan 6 meter pada tengah bentang. Pada perencanaan pondasi, pondasi yang digunakan adalah tiang pancang dengan diameter 60 cm, kedalaman 24 meter, sebanyak 15 buah  dan menggunakan besi tulangan diameter 14 mm.
Kata Kunci : Alternatif jembatan, Plate girder, Tol Mojokerto.


PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jembatan merupakan konstruksi yang berfungsi untuk meneruskan jalan dari satu tempat ke tempat yang lain yang terhalang oleh rintangan. Rintangan ini dapat berupa jalan lain (jalan air atau jalan lalu lintas biasa). Perkembangan trasportasi yang semakin erat kaitannya dengan pembangunan, baik berupa pembangunan jalan maupun jembatan yang berfungsi untuk memperlancar arus kendaraan sehingga tercipta efisiensi waktu dalam beraktifitas.
Dalam perencanaan jembatan pagerluyung kontruksi yang digunakan adalah beton pratekan, Sedangkan gelagar jembatan yang digunakan di lapangan yaitu gelagar pratekan dengan tipe I. Pada penyusunan tugas akhir ini penulis mengambil alternatif
perencanaan jembatan dengan gelagar plat karena gelagar plat merupakan alternatif terbaik yang bisa digunakan karena mempunyai nilai ekonomis yang lebih.
Identifikasi Masalah
Berdasarkan dari latar belakang di atas maka di per oleh identifikasi masalah sebagai berikut :
1. Kondisi lalu lintas yang padat  sehingga perlu lantai kendaraan yang sesuai.
2. Gelagar tipe I adalah gelagar yang digunakan di lapangan sehingga perlu arternatif lain yaitu dengan gelagar plat.
3. Gelagar plat (plate girder) yang direncanakan mempunyai beban yang cukup besar sehingga memerlukan dimensi pilar yang sesuai.
4. Kondisi tanah keras letaknya sangat dalam.
Rumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah yang ada, maka dapat dirumuskan rumusan  masalah sebagai berikut :
1.    Berapa  pembebanan dan dimensi plat lantai kendaraan?
2.    Berapa dimensi gelagar plat (plate girder) jembatan ?
3.    Berapa dimensi pilar yang sesuai dengan beban yang bekerja?
4.    Berapa dimensi pondasi yang sesuai dengan beban yang bekerja?
Tujuan dan Manfaat
Sesuai dengan judul tugas akhir dan uraian di atas maka tujuan yang di harapkan dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1.    Untuk mengetahui perencanaan penampang komposit dan gaya-gaya pada jembatan layang.
2.    Menerapkan disiplin ilmu tentang struktur jembatan yang di terima selama perkuliahan.
Sedangkan manfaat yang di harapkan dari “Studi Alternatif Perencanaan Jembatan dengan Konstruksi Plate Girder pada Jembatan Pagerluyung Tol Mojokerto” adalah diharapkan mampu memberikan alternatif perencanaan jembatan kepada instansi terkait dalam penentuan tipe jembatan di masa yang akan datang.
Lingkup Pembahasan
Sesuai dengan judul skripsi yaitu “Studi Alternatif Perencanaan  Jembatan dengan Konstruksi Plate Girder pada Jembatan Pagerluyung Tol Mojokerto”, maka pembahasan hanya pada bangunan jembatan, yang meliputi:
1.    Perhitungan penulangan plat lantai kendaraan dan tiang sandaran.
2.    Perhitungan gelagar plat.
3.    Perhitungan Pilar .
4.    Perhitungan pondasi.
Landasan Teori
Pengertian Jembatan Jalan Raya
Jembatan adalah bagaian dari jalan yang merupakan bangunan layanan lalu lintas (untuk melewatkan lalu lintas), dan keberadaannya sangat diperlukan untuk menghubungkan ruas jalan yang terputus oleh suatu rintangan seperti sungai, lembah, gorong-gorong, saluran-saluran (air,pipa,kabel,dll), jalan atau lalu lintas lainnya. Adapun fungsi dari jembatan yaitu sama dengan jaan yang melintasinya yakni prasarana penghubung atau meneruskan pergerakan lalu lintas barang dan jasa, secara langsung dan ekonomis sehingga akan menambah nilai efisiensi produksi barang tersebut.
Pembebanan Jembatan
Pada perencanaan jembatan ini, dipakai peraturan perencanaan teknik jembatan (RSNI T-02-2005) dan selanjutnya akan dibahas jenis beban yang bekerja pada jembatan jalan raya yaitu Pembebanan kelas I adalah aplikasi pembebanan sebesar 100 % beban “T“ (beban truck) dan 100 % beban “D” (beban lajur).
Beban-beban yang dipakai dalam perhitungan adalah ;
a.    Beban primer
-        Beban hidup
-        Beban mati
b.    Beban lalu lintas
-        Lajur lalu lintas biasa
-        Beban lajur “D”
-        Beban truk “T”
-        Faktor beban dinamis
-        Gaya rem
c.    Beban lingkungan
-        Beban angin
-        Pengaruh gempa
Konstruksi Plat girder
Plat girder adalah elemen struktur lentur tersusun yang didesain untuk memenuhi kebutuhan yang tidak dapat dipenuhi oleh penampang gilas panas biasa. Bentuk umum yang dewasa ini yang didesain terdiri atas dua flens yang dilas pada plat web yang relatif tipis. Tebal plat biasanya konstan. Tinggi plat web dapat konstan atau menjadi lebih tinggi didaerah yang momennya besar. Girder plat yang tingginya tidak konstan biasanya hanya digunakan pada struktur bentang panjang.
Perencanaan plat girder baja
Tebal badan girder bisa diambil dari persamaan :
 
Perencanaan dimensi plat sayap digunakan rumus :
Af  =   
Perencanaan pengaku
-       Pengaku vertikal
Ast  =  
-       Pengaku Tumpuan
Astperlu =   
Sambungan plat girder
Setiap struktur baja merupakan gabungan dari beberapa komponen batang yang disatukan dengan alat pengencang. Salah satu alat pengencang disamping las yaitu baut mutu tinggi. Baut mempunyai beberapa kelebihan dari paku keling yang terlebih dahulu ada yaitu jumlah tenaga kerja yang lebih sedikit, kemampuan menerima gaya lebih besar, dan secara keseluruhan dapan menghemat biaya kontruksi
Tipe baut
Diameter (mm)
Proof stress(Mpa)
Kuat tarik min (Mpa)
A307
6,35-10,4
-
60
A325
12,7-25,4
585
825
A490
12,7-38,1
825
1035
Tabel Tipe tipe baut
Alat penghubung geser (Shear Connector)
Shear connector adalah alat penghubung geser yang diletakkan sedemikian rupa pada bidang kontak antara baja dengan beton agar kedua bahan tersebut dapat bekerja sama sebagai satu kesatuan dalam memikul beban. Untuk menghitung kekuatan dari shear connector tipe paku :
qult = 0,0004.ds2. untuk H/ds ≥ 4 
Perencanaan Kepala jembatan
Kepala jembatan dan pondasi termasuk dalam bangunan bawah jembatan yang menerima beban-beban dari bangunan diatasnya meliputi beban mati, beban hidup dan beban-beban lainnya yang bekerja pada struktur jembatan yang kemudian diteruskan ke tanah sebagai dasar dan landasan struktur jembatan.
-          Stabilitas terhadap beban eksentrinitas
)
-          Stabilitas terhadap guling
 Stabilitas terhadap geser
Perencanaan pondasi tiang pancang
Pondasi tiang pancang berfungsi untuk memindahkan beban-beban dari kontruksi diatasnya ke lapisan tanah yang lebih dalam. Pemilihan tipe pondasi ini didasarkan atas:
a.      Fungsi bangunan atas yang akan dipikul oleh pondasi tersebut.
b.      Besarnya beban dan beratnya bangunan atas.
c.      Keadaan tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan.
   Biaya pondasi dibandingkan dengan bangunan atas
Perhitungan daya dukung pondasi
Ptiang= ØPn maks = 0,85. Ø (0,85.fc x(Ag-Ast) + fy.Ast)
Berdasarkan Data SPT
Daya dukung yang diijinkan:
      Ra =
Daya dukung tiang pancang tunggal
Daya dukung tiang pada tanah pondasi umumnya diperoleh dari jumlah daya dukung terpusat tiang (bearing pile) dan tahanan geser (friction pile) pada dinding tiang seperti terlihat pada gambar di bawah.
Perhitungan Jumlah Tiang Pancang
n        = 
Jarak Antar Tiang Dalam Kelompok
Berdasarkan perumusan “Uniform Building Code” dari AASHO
S  £ 
Eff  h  = 
q    =  Arc. Tan  (q 0)
Gaya Yang Bekerja Pada Tiang Pancang
P    = 
METODOLOGI PERENCANAAN
Persiapan
Tahap persiapan merupakan rangkaian kegiatan sebelum memulai pengumpulan data. Dalam tahap awal disusun hal hal yang penting yang harus dilakukan untuk mengefektikan waktu perjalanan.
Tahap persiapan ini meliputi kegiatan kegiatan sebagai berikut :
1.    Studi pustaka terhadap materi untuk penentuan desain.
2.    Menentukan data data yang dibutuhkan.
3.    Mencari instansi yang akan dijadikan nara sumber.
4.    Pengadaan peryaratan administrasi untuk perencanaan data.
5.    Pembuatan proposal penyusunan tugas akhir.
6.    Survey lokasi untuk mendapatkan gambaran umum kondisi proyek.
7.    Perencanaan jadwal pembuatan desain.
Susunan persiapan di atas harus dilakukan secara cermat untuk menghindari pekerjaan yang berulang. Sehingga tahap pengumpulan data dapat optimal.
Pengumpulan data
Pengumpulan data merupakan sarana pokok untuk penyelesaian suatu masalah secara ilmiah. Dalam pengumpulan data peran instansi terkait sangat diperlukan sebagai pendukung dalam memperoleh data data yang dibutuhkan.
Adapun beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pengumpulan data adalah:
a.    Jenis data
b.    Tempat diperolehnya data.
c.    Jumlah data yang harus di kumpulkan agar diperoleh data yang memadai (cukup dan akurat).
Untuk studi alternatif perencanaan jembatan dengan konstruksi plate girder pada jembatan pegerluyung tol Mojokerto. Diperlukan sejumlah data yang didapat secara langsung yaitu dengan melakukan peninjauan langsung dilapangan untuk mengetahuai kondisi jembatan ataupun data yang diperoleh dari instansi terkait, dengan tujuan agar dapat mendapatkan gambaran yang sesuai untuk perncanaan jembatan.
Metode yang dilakukan selama proses pengumpulan data adalah sebagai berikut :
1.    Metode literatur
Yaitu mengumpulkan, mengidentifikasi dan mengolah data tertulis dan metode kerja yang digunakan.
2.    Metode obervasi
Dengan langsung survey kelapangan agar keadaan real yang ada dilapangan diketahui, sehingga dapat diperoleh gambaran sebagai pertimbangan dalam perencanaan desain struktur.
Proses Pengumpulan data
Pengumpulan data dilakukan dengan cara survey dilapangan yang diperoleh data-data sebagai berikut:
1.    Data lokasi
Adalah data yang memberikan keterangan kondisi fisik jembatan Pagerluyung Tol Mojokerto sebagai bahan dalam menentukan altenatif perencanaan jembatan yang memungkinkan.
2.    Data teknis
merupakan data-data perencanaan yang menjadi acuan perhitungan konstruksi
3.    Data tanah
Adalah data yang diperoleh dari hasil penelitian tanah pada daerah setempat untuk menentukan perencanaan pondasi yang akan digunakan.
Pengolahan Data
Pengolahan data dilakukan berdasarkan data data yang diperoleh, selanjutnya dilakukan perencanaan dan perhitungan konstruksi yaitu sebagai berikut :
Perencanaan bangunan atas
a.    Analisa pembebanan
b.    Perhitungan dimensi dan penulangan plat lantai
c.    Perhitungan dimensi sandaran
d.    Perencanaan dimensi gelagar induk
e.    Perencanaan dimensi pengaku vertikal dan tumpuan
Perencanaan sambungan
a.    Perencanaan sambungan las
b.    Perencanaan sambungan baut
Perencanaan bangunan bawah
a.    Perhitungan dimensi, penulangan dan stabilitas Pilar.
b.    Perhitungan dimensi dan daya dukung pondasi tiang pancang
PEMBAHASAN
Data Perencanaan
Kelas Jembatan= Kelas 1
Tipe Gelagar =gelagarPlat(plate girder)
Bentang jembatan                    40,65m
Lebar Jembatan                                   11,15m
Lebar Lantai kendaraan                       10,25m
Tebal plat lantai kendaraan                  0,20 m
Mutu Beton Lantai Kendaraan            
-  Mutu baja tulangan (fy)        240 Mpa
-  Mutu beton (fc)                     25Mpa
- Mutu baja konstruksi Bj.55;Fy4100 kg/cm2

Data Pembebanan
a) Lapisan aspal lantai kendaraan
­   Tebal Aspal Beton            = 0,05 meter
­   Berat satuan volume aspal
= 2240 kg/m³
­     Faktor beban K=1,3(RSNI T-02-2005 Hal: 9)
b) Plat beton lantai kendaraan
­ Tebal plat beton      = 0,20 m
­  Berat Volume beton  = 2400 kg/m3
­ Faktor beban K=1,3 (RSNI T-02-2005 Hal : 9)
c) Air hujan dengan  faktor beban
­ Tinggi air hujan           = 0,05 m
­ Berat Volume air hujan= 1000 kg/m3
­ Faktor beban K=2,0  (RSNI T-02-2005 Hal : 9)
Pembebanan Lantai Kendaraan
Plat di anggap balok selebar 1m
a.       Beban Mati
Berat Sendiri Plat beton
 0,20 x 1 x 2400 x 1,3 = 624 kg/m
Berat lapisan Aspal      
 0,05 x 1 x 2240x 1,3 = 145,6 kg/m
Berat air hujan                    
 0,05 x 1 x 1000 x 2,0 = 100    kg/m
                       q1       = 869,6 kg/m
b.      Beban Hidup
·         Muatan ‘T’ yang bekerja pada lantai kendaraan adalah tekanan gandar = 225 kN = 22500 kg, atau tekanan roda sebesar = 11250 kg
·         Faktor beban dinamis “FBD” untuk beban T diambil 30%
FBD = 0,30
Faktor beban Ku;;TT        = 1,8
Maka P
( 1 + 0,30 ) x 11250 = 14625 kg
Jadi beban total hidup P = 14625 kg
Pult atau Beban T         = 1,8 x 14625
              = 26325 kg
Perhitungan Plat Lantai Kendaraan
Momen Akibat Beban Mati

Momen maksimum pada Tumpuan
MB=MG=-1/10 x 869,6 1,52
 = - 195,66 kg.m
Momen maksimum pada Lapangan
MAB    = MGH  = 1/14 x 869,6 x 1,52
= 139,75 kg.m
Momen akibat beban hidup
S = 1,5 m
MT = ML = 0,8 x  x 26325
       = 4422 kg.m
Penulangan Plat Lantai Kendaraan Arah Melintang (Y)
Penulangan Pada tumpuan- lapangan
Mu =195,66 + 4422 = 4617,66 kg.m
Mn = = 5772,07 kg.m
Rn  =  =  = 2,19 Mpa
m =     =  Mpa
ρ        =
= 0,0096
ρ min  = 0,0058<ρ=0,0096< ρ maks = 0,039
maka dipakai ρ = 0,0096
As perlu = ρ . b . d
     =0,0096. 1000 . 162= 1555,2 mm2
As’= 20%x 1555,2= 311,04mm2
Dipakai tulangan D16 - 100= 2010,6 mm2 > As perlu
Dipakai tulangan D10 - 100= 785,4  mm2  > As’
Penulangan plat lantai kendaraan arah memanjang (x)
As =
= 113,04 mm2
Jarak maksimum antar tulangan          
  = 387,65 mm
Dipakai tulangan Æ12 – 250 ;As’= 452,4 mm²
Penulangan Sandaran
Momen yang ditahan sandaran:
Ml        = H x t = 100 x 1 = 100 kgm
Mutu baja (fy) = 240 Mpa, mutu beton (fc’) =25 Mpa
         =  x 0,85 x
       = 0,053
     = 0,75 x  =  0,039
     =  =    = 0,0058
           = H –    – Tebal selimut beton  
            = 270 – (  x 12) - 50= 214 mm
       = 100 kgm
Mn       =
        =  = 125 kg.m
Rn        =   = 0,027Mpa
m         = = 11,29 Mpa
         = x
= 0,00011
    = 0,0058<  = 0,00011 <  = 0,039
Maka dipakai  = 0,0058
ASperlu=  x b x d    =0,0058x1000x 214
                              =1241,2 mm2
AS’                                 =20% xASperlu
                              = 248,24 mm2
Dipakai tulangan tarik D14–100=1539,4 mm2
Dipakai tulangan tekan D10 – 100= 785,4 mm2
Pembebanan
Akibat Beban mati lantai kendaraan
Berat Sendiri Plat beton           
= 0,20 x 1,5 x 1 x 2400 x 1,3 = 624 kg/m
Berat lapisan Aspal     
= 0,05 x 1,5 x 1 x 2240x 1,3 = 145,6 kg/m
Berat air hujan            
= 0,05 x1,5 x 1 x 1000 x 2,0 = 100 kg/m
                                 qd =1304,4 kg/m
Mmaks=1/8x1304,4x40,652=269427,5 kgm
Dmaks = ½ x 1304,4 x 40,65=26511,93 kg
Akibat Berat sendiri gelagar plat
Dicoba direncanakan gelagar induk (plate girder) dengan ukuran :
H = 158 cm, tw = 2 cm, L sayap = 60 cm, tf = 6 cm.
Plat badan (0,02 x 1,55 m)    =0,0316 m2
Plat sayap 2 (0,06 x  0,60 m)   = 0,09 m2
Total = 0,0316 + 0,09 = 0,1216 m2  
berat sendiri gelagar induk (qd) 
0,1216 x 7850 x 1,1 =  1050,016 kg/m
Mmax= 1/8 x 1050,016 x40,652  
        = 216883,76 kgm
DMax= ½ x 1050,016 x40,65=21341,58 kg 
Akibat Berat diafragma
Diafragma direncanakan,menggunakan baja WF 300 x 300 x 15 x 15.
Maka berat sendiri gelagar induk (P) = 106 x 1,5 x 1,1            = 174,9 kg
RA = RB = ½ x (9 x P) = 807,3 kg
Mmaksimum = 7291,25 kgm
D maksimum = 807,3– 174,9 = 632,4 kg
Akibat Beban hidup
a.     Akibat Beban “D”
-   Beban terbagi rata : faktor beban = 1,8
L = 40,65m > 30m → q = 9,0 x (0,5+15/40,65) = 7,82 Kpa=782 kg/m2
q’ = 1,5 x 782 x 1,8 = 2111,4 kg/m
ML1 = 1/8 x q’ x L2  = 436115,75 kgm
-   Akibat beban garis “P”
ML2 = 1/4  x P x L       
=¼x11466 x 40,65=116523,22 kgm
Momen akibat beban lajur “D” (BTR + BGT)
ML=436115,75+116523,22=552639 kgm
b.    Beban Sekunder
-   Beban angin
Panjang gelagar yang terkena angin sepanjang 40,65 m dan di anggap beban merata maka:
qw        =    = 1109,65 kg/m
Mmax     =  x  x L2= 229202,59 kgm
Akibat gaya rem
Zr         = tebal aspal+plat beton+Ya
Zr         =  0,05 + 0,20 + 0,815 =1,065 m
Mr        = PRU x Zr = 8100 x 1,065
= 8626,5 kgm
Dimensi gelagar
Perhitungan Lebar Effektif
Tebal plat kendaraan    = 20cm
Jarak gelagar induk= 1,5m = 150 cm
Jarak diafragma           = 5,081 m = 508,1 cm
Jadi lebar effektif lantai kendaraan :
-   Beff     =  1/5 x 508,1 
            =  101,62 cm    = 102cm
-   Beff      =  12 x 20         =  240 cm
-   Beff     =  150 cm       
Maka dipakai Beff  sebesar 102 cm
 Perencanaan Dimensi Plat Badan
a.    Dimensi plat girder direncanaan sesuai rencana awal yaitu :
Untuk plat badan         = 2 x 158 cm
Untuk Plat sayap          = 7,5 x 60 cm
Perencanaan Dimensi Plat Sayap
Dari perhitungan statika didapat:
Mu      = 1067186,836 kgm
Af=
= 134,92cm2
Bf =  =  = 21,72 cm → dipakai bf 60 cm

Maka ukuran pelat sayap 2,5 x 60 cm dapat dipakai
-        Letak Garis Netral Baja
a.       Penampang gelagar

Tabel Perhitungan Penampang Plat Girder
Bagian Plat
Luas (A) cm2
Jarak (d) cm
A . d (cm2)
I
2,5 x 60   = 360
1,5
187,5
II
2,5 x 60   = 360
3,75
562,5
III
2,5 x 60   = 360
6,25
937,5
IV
2 x 158   = 310
85
26350
V
2,5 x 60   = 360
163,75
14562,5
VI
2,5 x 60   = 360
166,25
24937,5
VII
2,5 x 60   = 360
168,75
25312,5
1210

102850
Jarak garis netral :
Yts =   = 85 cm  (dari serat atas)
Ybs = 170 -85 = 85 cm
Momen Inersia :
Ix         = (1/12 x 2 x 1553) + 2 (1/12 x 60 x 2,53 + 60 x 2,5 x 78,75) + 2 (1/12 x 60 x 2,53+60x 2,5 x 81,25) + 2 (1/12 x 60 x 2,53 + 60 x 2,5 x 83,75)
= 6541221 cm4
(s) =  =  = 76955,54 cm3
-  Kuat lentur nominal gelagar
Mn =KgxSxfcr = 32300294,64  kgm
Ø.Mn=0,9x32300294,64= 29070265,18  kgm  >  1067186,836 kgm            → OK
b.      Penampang gelagar setelah komposit
beq = = = 11,98 cm 
Penampang baja : As   = 1210 cm2
Penampang baja (s)      = 76955,54 cm3
Penampang beton : Ac             = beq .ts
= 11,89 x  20   = 239,72 cm2
  Ic       = 1/12 x beq x ts3
            = 1/12 x 11,89 x 203=7990,6cm4
Tabel  Perhitungan Penampang Plat Girder Setelah Komposit
Bagian Plat
Luas (A) cm2
Jarak (d) cm
A . d (cm2)
Beton
239,72
10
2397,2
I
2,5 x 60   = 150
21,25
3187,5
II
2,5 x 60   = 150
23,75
3562,5
III
   2,5 x 60  = 150
26,25
3937,5
IV
   2 x 155   = 310
105
32550
V
   2,5 x 60  = 150
183,75
27562,5
VI
 2,5 x 60   = 150
186,25
  27937,5
VII
2,5 x 60   = 150
188,75
28312,5
S
1449,72

129447,2
Jarak garis netral
Ytc’ =  = 89,29 cm (dari serat atas)
Ybc’ = (170+ 20) – 80,88= 100,71 cm
Momen inersia :
Plat beton         = Ic +Ac (Ytc – ½ hc) 2
                        = 1515123 cm4
plat baja           = Is + As(Ybc – ½ hs) 2
=  6841015 cm4
Total momen inersia (Icp) = 1515123 + 6841015 = 8356138 cm4
Modulus Terhadap serat atas beton
Stc =  = = 93582,91 cm3
Modulus terhadap serat bawah baja
Sbs =  = =82973,34 cm3
Modulus terhadap serat atas baja
Sts= =120594,36 cm3
Tegangan yang terjadi akibat beban setelah komposit :
0,6 fy   = 0,6 . 4100 = 2460 kg/cm2
Fc                          = 250 kg/cm2
Terhadap serat atas beton
ftc= =             
  = 134  kg/cm2<   250 kg/cm2            OK
Terhadap serat bawah baja
fbs =  =            
=1286,93 kg/cm2 < 2460kg/cm2   OK
Terhadap serat atas baja
fts = =  
=884,92kg/cm2 <2460kg/cm2       OK

Kontrol Lendutan
·  Akibat beban mati
 = 5,009 cm
·  Akibat beban hidup
= 4,492 cm
·  Akibat beban terpusat
=0,960 cm
total= 5,009+4,492+ 0,960 = 10,461 cm
Lendutan yang diijinkan adalah :
= =11,30 cm > 10,461 cm
Penyambungan Plat Girder
direncangan panjang sambungan plat yang seragam dengan 6 penyambungan :
Panjang plat ujung bentang = 5,325 m
Panjang Plat tengah bentang masing-masing     = 6 m
Dari perhitungan Sebelumnya di dapat:
qu = 7978,99 kg/m
Pu = 28275,48 kg
Ra =(½ x q x L)+ (½ x p)=176310,69 kg
Maka M = Ra.x - ½.q.x2
M1=M6)= 825729,80 kgm
M2 = M5)= 1485043,39 kgm
M3 = M4= 1857113,34 kgm
Perhitungan bidang D
D   = Ra - q.x
D1 =D6            = 133822,56 kg
D2 =D5            = 85948,63 kg
D3 =D4            = = 38074,69 kg
-       Pehitungan sambungan pada titik 2
M2=1485043,39kgm=148504339  kgcm
I profil    = 8356138 cm4
Momen yang dipikul oleh badan dan flens:
Mbadan
  =  11030047,08 kgcm
Mflens =  148504339 – 11030047,08
 =  137474291,9 kgcm
a.     Merencanakan plat penyambung flens:
Gaya yang dipikul flens :
Sflens     =   =808672,30kg
Penentuan jumlah baut :
Baut bekerja 2 irisan
Ng  = øRn =  ø x 0,5 x Fub x m x Ab
= 0,75 .0,5 .825.2.(1/4. π.252)=30357 kg
Ntp=  øRn  =  ø x2,4 x db x tp x fup
   = 36900 kg                       
n = = 26 baut
Jarak baut :
2,5 d ≤ s ≤ 7 d
2,5 (2,5) ≤ s ≤ 7 (2,5)
6,25   ≤ s ≤ 17,5 ----à diambil 10 cm
Jarak baut ke pinggir diambil 5 cm
Jadi panjang plat penyambung flens:
 = 10 (10) + 4 (5) + 1 = 121 cm
b.Merencanakan plan penyambung badan
M yang dipikul badan M1= 825729,80 kg.m
                               D1=  133822,56 kg
-  Penentuan tebal dan tinggi plat penyambung
hmax. = 155 cm, diambil h = 140 cm
Dipakai baut diameter 25 mm
Maka :
Ag  = Tw x hw= 20 (1550)= 31000 mm2
Leleh   = Ø Tn = Ø.fy.Ag = 1143900 kg
jumlah baut yang dihitung berdasarkan gaya leleh =1143900 kg
-  Tahan Baut
Ng  = øRn =  ø x 0,5 x Fub x m x Ab
= 0,75.0,5 .825. 2.(1/4. π.252)= 30357 kg
Ntp=  øRn  = 0,75x 2,4 x 25 x 20 x(410)             = 36900 kg
Jumlah baut:n=   = 37,60  → dipakai 40 baut
Jadi jumlah baut pada 2 irisan adalah 40 baut, maka tiap irisan terdapat 20 baut
-          Gaya yang dipikul badan :
∆M  =85948,63x 28 =24065,6164  kg.m
Sedangkan momen yang bekerja sebesar
M2 + ∆M = 1485043,39 + 24065,6164  = 1509109 kg.m
Akibat M + ∆M, baut no. 1, 7,14 dan 20 memikul gaya terbesar.
Baut yang terjauh (h terbesar) mempunyai x = 15cm dan y 60cm
∑ (x2 + y2) = 2500 + 41600 = 44100 cm2
NH =  20532 kg
Nv =  5133 kg
Nv= = 6691,12 kg
N maks terdapat pada baut no 1 dan 3 maka :
N maks 1 =  
               = 23693,30 kg
Ng = 30357 kg ≥ N maks = 23693,30 kg, jadi pola baut cukup kuat.
 Sambungan Gelagar memanjang dan difragma
Diafragma direncanakan dengan menggunakan baja WF 300 x 300 x 15 x 15 sebagai penghubung digunakan baut dengan diameter 16 mm = 1,6 cm .
 Pu = ½ . [ ( b. mati lantai kend x 5 ) + (bs. Gelagar memanjang x 5)+ (beban garis P)] = 9607,075 kg
Kekuatan tarik minimum baut = 825 MPa
Luas baut : Ab= ¼ . 3,14 .1,62 =2,00 cm2
Kekuatan tumpu desain :
ØRn     = Ø . 2,4 .db . tp. fu
= 2361,6
Jumlah baut : n =  = 4 baut
Tebal siku  :
Mutu baja = 4100 kg/cm2
Rn =0,75.fy=3075 kg/cm2
Imin =  =  = 0,625 cm
Dari tabel profil siku sama kaki diperoleh profil  L 45 . 45 . 7 dengan A = 5,86 cm2
Diameter lubang = 0,1 + d  = 1,7 cm
Luas 1 lubang    = ¼ .p.d2  = 2,26 cm
A netto = A profil – luas 1 lubang 
= 5,86 – (2,26) =3,6 cm2
0,85 A bruto = 0,85 x 3,6 = 3,06 cm2
= 2668,63 kg/cm2  3075 kg/cm2          OK
maka digunakan L 45. 45. 7
Perhitungan Shear Connector
Direncanakan penghubung geser dengan data sebagai berikut :
Jenis penghubung geser : Stud kepala Ø ¾” x 3”
ds ¾”      = 19 mm
Hs 3”      = 75 mm
Ec           =  4700 x   = 23500 Mpa
qult    =  0,4 x 1,92 x
         =  3500 Kg  =  35  kN
Q      = 3 x 3500= 10500 kg
Tegangan geser yang terjadi :
a.             Akibat beban mati
q       `                 = 1304,4 kg/m
Berat profil (G)   = 1050,016 kg/m
q total                 = 1304,4 + 1050,016
                           = 2354,416 kg/m
Berat diafragma  = 174,9 kg
P       = 174,9 x 8         = 1399,2 kg
Gaya lintang pada tiap titik :
Ra= ½ .q.1 + P = ½ .(2354,416 x 40.65) + 1399,2       = 49252,70  kg
Dc = 49252,70 – (2354,416. 2,5405 )
= 43271,31 kg
b.    Akibat beban hidup
q          = 2111,4 kg/m
P          = 11466 kg
Gaya lintang pada tiap titik :
RA       = ½ .q.l. + P= ½ . 2111.4 .40,65 + (11466)      = 54380 kg
=   =0,062
Dc        = 11466 . 0,062 + (1/2 . 0,062 . 38,109 . 2111,4) = 3230,987 kg
Rekapitulasi gaya geser akibat beban mati dan beban hidup :
Da        = 49252,70  + 54380,20         
= 103632,91 kg
c.    Daya dukung shear connector masing masing pada tiap tiap titik :
S = modulus beton = 93582,911 cm3
I = momen inersia Gelagar setelah komposit = 8356138 cm4
= 1160,62 kg/cm
d.    Perhitungan jarak shear connector
Dimana :               
m= Jarak antar shear connector
Q = Kekuatan batas shear connector
q= Daya dukung shear connector ditiap-tiap titik
=    = 9 cm, jumlah 28 buah.
mc = 20 cm, jumlah 13 buah.
md = 22 cm, jumlah 12 buah.
Me = 23 cm, jumlah 11 buah.
mf  = 26 cm, jumlah 10 buah.
mg = 29cm,jumlah 9 buah.
mh = 34cm, jumlah 8 buah.    
Mi = 41cm, jumlah 6 buah.
Total shear connector yang dibutuhkan untuk satu gelagar adalah :
(28 + 13+ 12+11+10+9+8+6) = 96 buah.
karena memakai 3 stud/paku maka total paku yang digunakan adalah:
96 x 3 = 287 buah.
Perhitungan Pilar
Direncanakan bentuk Pilar sebagai berikut :

Keterangan :
Atas     : Panjang (L)   =11,15 m                     - Lebar (B)       = 1,90 m
Bawah : Panjang (L)    =10,80 m                     - Lebar (B)       =  7,20 m
Tinggi (h)                     = 11,15 m
Berat satuan volume beton= 2400 kg/m3
4.1.1.      Perhitungan Pembebanan
R          = 961933,97  kg
Reaksi akibat beban mati ( Rm)
= ½ . 961933,97=480966,98 kg
Beban hidup :
Reaksi akibat beban hidup :
 (q)       = 2111,4 kg/m
Rh        = ½ . 2111,4 . 40,65                    = 42914,21 kg
Beban hidup garis (P)= 11466 kg
RTotal =480966,98+ 42914,21 + 11466 =535347,19 kg
Perhitungan Pembebanan pilar
1.      Gaya – gaya vertikal
a.     Momen Akibat Berat Sendiri Pilar

Gaya vertikal (ton)
Jarak (m)
   momen
1
1 x 1,9 x 11,15 x 2,4
50,84
5,575

283,46
2
0,5 x 1,50 x 11,15 x 2,4
20,07
111,89
3
x1x 1,5 x 2,4
31,50
175,61
4
7 x 1,5 x 6 x 2,4
151,20
`842,94
5
x0,5 x 7,2 x 2,4
72,58
404,61
6
1,5 x 7,2 x 10,80 x 2,4
279,94
1560,64
R
535,34719
535,34719
2984,56

∑V
1141,47 t
∑MV
6353,71 tm
2.    Gaya-Gaya Horizontal
Titik berat Pilar

Luas
Jarak (m)
Luas x jarak
1
1 x 1,9 x 11,15
21,19
5,75

118,11
2
0,5 x 1,50 x 11,15
8,36
46,62
3
x1x 1,5
13,13
73,17
4
7 x 1,5 x 6
63
351,23
5
x0,5 x 7,2
30,24
168,59
6
1,5 x 7,2 x 10,80
116,64
650,27


252,55

1407,98
Y =   m
MTEQ              = 205,465 x 5,575
                       = 1145468 kg.m

3.    Kombinasi Pembebanan
Beban Vertikal
ΣV        = Σ Berat Pilar
             = 1141473  kg
ΣMV    = Σ Momen pada Pilar
=  6363713   kg.m
Beban horizontal
ΣH       = TEQ          
            =  205465  kg
ΣMH    = MTEQ
            = 1145468 kg.m
Kontrol Stabilitas
-  Stabilitas terhadap guling
SF=
-  Stabilitas Terhadap Geser
SF = == 3,89 > 1,5 ……(OK)
-  Stabilitas terhadap Eksentrisitas                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          e  = . B - < . B
= 5,58  - 4,57 =1,01 <  1,86 …….(OK)
Penulangan Pilar
Penulangan 1
Pembebanan    :  Beban hidup merata (Rh)      = 42914,21 kg
 Beban garis (P)                        = 11466 kg
 Beban Rem                 = 9000 kg
Vu     = 63380,21 kg = 633,80 kN
            Gaya Horizontal ΣH    =205465kg
= 2054,65 kN
            Syarat konsol pendek = a/d < 1
            a/d       = 475/1450      =0,33<1            syarat konsol pendek memenuhi
-        Tulangan untuk menahan gaya vertikal
-                     
Vn  =     =   = 97508 kg
Avf= 2902,02mm2
Dipakai tulangan 20–100=3141,6mm2
-   Tulangan untuk menahan gaya horisontal
Mu =  Vu . a +   ΣH (h-d)
=  (633,8021 . 0,475) + (2054,65*(1,5-1,45)  =  403,79 kN
 =  =17,22 KN/m2
Dari SK SNI T15-1991-03 hal 46 tabel 5.1.c maka diperoleh ρ =0,0005
As              = 0,0005 x 11150 x 1450  = 8083,75 mm2
Dipakai tulangan  Æ  25 – 100   As = 8083,75 mm2
An   =   =   = 1317 mm2
Menentukan tulangan bagi :
As              =  2/3 Avf + An  =  [2/3 x 2902,02 + 1317]    = 3251,68 mm2
Ah=  =   =  967,34 mm2
Dipakai tulangan  Æ12 – 100   As = 1131 mm2
Penulangan II
Pembebanan :
Beban bagaian 1= 63380,21 kg
R Total             = 535347,19 kg      +
Vu                    = 598727,40 kg
= 5987,2740 kN
Gaya vertikal    = 1141473  kg
Gaya Horisontal    = 205465  kg
=  0,026
Extrentrisitas(e)=  = 0,180                
 =  = 0,180
Maka, 
                            =  0,026 x 0,180 =  0,0048
Dari grafik SK-SNI-T-1991- 03 hal 86 diperoleh :
r     =  0,003 ; β  =  1,0 ; ρ  =  0,003
As  =  ρ . AII      =  39390 mm2
Tulangan bagi  = 20 % x As=  7878 mm2
Dipakai tulangan Æ 20 – 100   As = 7878  mm2
Tulangan yang digunakan untuk menahan momen horizontal :
Momen Horizontal       =  11454,68 KN
Dipakai tulangan Æ 20
b   = 6 m          = 6000 mm
h   = 1 m          = 1000 mm
d” = h – tebal selimut beton – (1/2 Ø sengkang )
d” = 1000 – 50 – (1/2 x 20) = 940 mm
Rn      = =  2,701Mpa
ρMin=      =   =  0,0044
w             =  0,115
ρ          =  w x   =  0,0090
ρ          =  0,0090   <   ρMin  =  0,0044
As        =  ρ . b . d  = 50760 mm2
s           =    
                        =  23,75   100 mm
As(Ada)   =
=  12057,60 mm2
Dipakai tulangan  Æ 20 – 100   As =   12057,60 mm2
Tulangan bagi  =  20 % x As   =  20 % x 12057,60 =  2411,52mm2
Dipakai tulangan  Æ 18 – 100   As =  2544,7 mm2
Dengan cara yang sama maka penulangan III dan IV :
Penulangan III
Pembebanan : 
Beban bagian 1 = 633,80 kN
Beban bagian 2 = 5987,274 kN
Vu                    =6621,0761 kN
b          = 6 m   = 6000  mm
h= 7 m             = 7000  mm
Dipakai tulangan  Æ 25 – 100   As =  12057,60 mm2
Tulangan bagi  =  20 % x As   =  20 % x 12057,60 =  2411,52 mm2
Dipakai tulangan  Æ 18 – 100   As =  2544,7 mm2
Penulangan IV
Gaya Vertikal= 11414,73 kN
Momen Vertikal = 63637,13 kN.m
Momen Horizontal= 11454,68 KN.m
-        Tulangan untuk menahan gaya vertikal
b  = 7,2 m        = 7200 mm
h  = 2   m         = 2000 mm
Dipakai tulangan  Æ 25 – 200     
As   =  35325mm2
Tulangan bagi  =  20 % x As 
             =  20 % x 35325=  7065 mm2
Dipakai tulangan  Æ 32– 100   
As   =  8042,5  mm2

Perencanaan Pondasi Tiang Pancang
Data Perencanaan (Sumber Data Perencanaan)
Diameter tiang pancang     =0,6 meter
Panjang tiang pancang       = 24 meter
Mutu baja fy 400 Mpa      = 4000 kg/cm2
Mutu beton fc 50 Mpa       = 500 kg/cm2
Gaya vertikal                        = 1141,473 ton
Penulangan  tiang pancang







Gaya angkat pada kondisi I

           

Tiang pancang Æ 60
Panjang 10 m





Gaya angkat pada kondisi II
Jadi momen yang paling menentukan adalah pada kondisi II (diambil momen terbesar 17452,97 kg.m).
Dipakai rencana tulangan Ø 19
            d          = 600 – 45 – (1/2 . 19) – 12     = 533,5 mm
            Rn        =  =  = 1,277
     =       =  = 0,0035
w = 0,85 x
             = 0,0259
= w x  = 0,0259 x  = 0,0032 < =0,0035
As        =  
            = 0,0035 x 600 x 535,5
            = 1124,55 mm2
Dipakai tulangan pokok 10 Ø 14         ;  As = 1540 mm2
Tulangan geser :
Untuk tulangan geser menggunakan tulangan spiral D10
Rumus : s       = 0,45 x  x
Asp      = ¼ x  x d2
                        = 78,5 mm
 aktual= = 36,34  → 40 mm
Untuk menentukan jarak spasi bersih lilitan spiral tidak boleh lebih 80 mm dan kurang dari 25 mm, maka :
Jarak spasi bersih = 40 – 10 = 30 mm
            Daya dukung tiang pancang
Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang
1)   Berdasarkan kekuatan bahan tiang
Ptiang     = ØPn maks = 0,85. Ø[ (0,85.fc x(Ag-Ast) + fy.Ast)]
Atiang    = 282600 mm2
ATulangan = 1540 mm2
ØPn     = 0,85. Ø (0,85.fc x(Ag-Ast) + fy.Ast)
            = 0,85.0,70( 0,85.50 x (0,8.50 (282600 –1540)+(400.1540).(10-3)
            = 74738,24 KN            = 747,382 ton
1)      Kemampuan terhadap kekuatan tanah
·           Akibat tanah ujung
Daya dukung pada ujung
qd         = 300 t/m2
 
            = 84,78 ton
Gaya geser maksimum
U = π x d x
                = 3,14 x 0,6 x 211,72
                = 398,88 ton
Jadi : Ru =
= 84,78 + 398,88 = 483,66 ton
Daya dukung yang menentukan berdasarkan kondisi tanah.
sehingga Ru = 483,66 ton
Ra        = =   = 161,22 ton
Berat sendiri tiang = x 3,14 x 0,62 x 24 x 2,5 = 16,956 ton
Kemampuan satu tiang pancang adalah :
 = 161,22 16,956 = 144,26  ton
Perhitungan Jumlah Tiang
    (Sarjono Hs,“Pondasi Tiang
n          =           =  7,91  
Direncanakan  tiang pancang 15 buah
Perhitungan Kontrol jarak antar tiang
(Sardjono Hs, “Pondasi Tiang Pancang”, hal 56)
    = 235,5= 236 cm
Kontrol S
2,5 D  S  3D
2,5 x 60   S  3 x 60
150      S    180,   diambil  S =  180  236 cm
Perhitungan Efisiensi Kelompok Tiang Pancang
 
            =  1      (0,204x 1,6)  = 0,673
Maka daya dukung tiang   =   
            =  0,673 x 144,26  ton    
            =  97,087 ton
Tiang pancang beton menerima gaya eksentris
Maka   
=  
= 76,098      +   14,141
=  90,239 ton < qtiang= 97,087 ton (aman)
PENUTUP
Kesimpulan
Dari hasil analisa perhitungan Studi Alternatif Perencanaan Jembatan dengan Konstruksi Plate girder Pada Jembatan Pagerluyung Tol Mojokerto, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1.      Hasil perencanaan besarnya pembebanan dan dimensi plat lantai kendaraan dari perhitungan Beban primer didapat  Berat plat lantai kendaraan: 1304,4 kg/m, Beban sendiri gelagar : 1050,016 kg/m, beban hidup : 2111,4 kg/m dan beban garis ”P” : 11466 kg. Sedangkan untuk beban sekunder didapat Beban angin : 1109,65 kg/m dan akibat Gaya rem: 8100 kg. Perencanaan dimensi plat lantai kendaraan diperoleh Tebal plat beton : 20 cm, Tulangan pokok : D16 - 100 mm, dan Tulangan bagi: D10 - 100mm
2.    Hasil perhitungan dimensi gelagar tipe plat dengan tinggi 170cm, lebar flens atas dan bawah 60 cm, tebal badan gelagar 2 cm, tebal flens 7,5 cm terdiri dari 3 lapis plat.
3.    Dari perhitungan yang direncanakan maka diperoleh ukuran pilar untuk tinggi 11,15 m, panjang pilar sesuai dengan lebar jembatan yaitu 11,15 m, dan lebar pilar 7,2m.
4.    Berdasarkan dari data SPT maka Pondasi yang dipakai adalah pondasi tiang pancang dengan kedalaman 24 meter, diameter luar 60cm, diameter dalam 51 cm dan jumlah pondasi sebanyak 15 buah.
Saran 
1.    Dalam studi tugas akhir ini menggunakan perencanaan gelagar plat, dimana  bentang jembatan perlu diperhatikan. Alternatif lain gelagar yang dapat dipakai misalnya gelagar box atau gelagar pratekan.
2.    Untuk perencanaan pondasi dapat memakai pondasi kaison atau pondasi sumuran.
 DAFTAR PUSTAKA
Sardjono,HS. 1998. Pondasi tiang pancang jilid 2 ,Penerbit Sinar wijaya.
Supriyadi, B dan muntohar,S.A. 2007.Jembatan.Yogyakarta, Penerbit Beta Offset.
Iqbal manu, Agus. Dasar-dasar Perencanaan jembatan Beton Bertulang; Departemen Pekerjaan Umum.
Struyk,Van Der Veen, Soemargono.1990.Jembatan. Edisi Ketiga.PT Pradya Paramita.Jakarta
Istimawan. 1994. Struktur Beton Bertulang. Gramedia Pustaka Umum Jakarta.
E. Bowles 1993. Analisis Dan Desain Pondasi. Edisi Keempat Jilid 2. Penerbit Erlangga.
Hery C.H 1994. Mekanika Tanah 2. PT Gramedia Pustaka Umum Jakarta.
Spiegel Leonard, 1998, “Desain Baja Struktural Terapan”, PT. Refika Aditama, Bandung
Salmon Charles, 1996, “Struktur Baja Desain Dan Prilaku”, Jilid Ketiga, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta
Agus Setiawan, 2008, “Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Gunawan T,dan Margaret S,2002, “Teori Soal dan Penyelesaian Konstruksi Baja I” Delta Teknik Group, Jakarta.

Posting Komentar untuk "Jurnal Skripsi Jembatan"