![Proposal Jembatan Gantung 7 Okt [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/proposal-jembatan-gantung-7-okt.jpg)
6 0 3 MB
PROPOSAL PERENCANAAN JEMBATAN GANTUNG PEJALAN KAKI WIRATMAN BRIDGE CHALLANGE 2016
KODE PROPOSAL: (diisi oleh panitia)
PROPOSAL PERENCANAAN JEMBATAN GANTUNG PEJALAN KAKI WIRATMAN BRIDGE CHALLANGE 2016
CT – 91 ITS Jembatan Morodadi
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
2016
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 1
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim, Alhamdulillahirrabil ‘alamin. Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya kepada kami sehingga dapat menyelesaikan proposal perencanaan Wiratman Bridge Challange 2016 yang berjudul “Proposal Perencanaan Jembatan Gantung Pejalan Kaki.” Makalah ini mendeskripsikan apa saja yang akan kami kerjakan guna mempersiapkan lomba perencanaan jembatan gantung dengan tema “A Strong, Innovative, Sustainable, and Economical Bridge” yang diselenggarakan oleh PT. Wiratman.. Penulis bermaksud mengucapkan terima kasih kepada pihak pihak yang mendukung dan membantu atas terselesainya penulisan Makalah ini, yaitu : 1. Bapak Ir. Ibnu Pudji Raharjo, MS. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan masukan dan bimbingan selama proses pengerjaan Proposal Perencanaan Jembatan Gantung Pejalan Kaki – Wiratman Bridge Challange 2016 ini. 2. Orang tua kami yang telah memberikan dukungan dalam pelaksanaan penulisan Proposal Perencanaan Jembatan Gantung Pejalan Kaki ini. 3. Teman-teman mahasiswa Teknik Sipil FTSP ITS yang telah memberikan motivasi kepada kami. Dalam pembuatan proposal perencanaan jembatan gantung – Wiratman Bridge Challange 2016 ini, kami menyadari bahwa proposal yang kami buat ini masih sangat jauh dari kesempurnaan. Maka dengan segala hormat kami mohon petunjuk, saran, kritik terhadap makalah kami, sehingga kedepannya akan ada perbaikan lebih lanjut terkait dengan makalah ini serta dapat menambah pengetahuan bagi kami maupun para pembacanya. Surabaya, 1 September 2016
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .......................................................................................... i DAFTAR ISI ....................................................................................................... ii DAFTAR TABEL .............................................................................................. vi DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vii PENDAHULUAN ............................................................................................... 1 1.1
Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah ..................................................................................... 2
1.3
Tujuan ....................................................................................................... 2
1.4
Manfaat ..................................................................................................... 2
1.5
Flowchart Tahapan Perencanaan ............................................................... 3
1.6
Penjelasan Tahapan Perencanaan............................................................... 4
1.6.1
Input Data Lapangan ......................................................................... 4
1.6.2
Studi Literatur .................................................................................... 4
1.6.3
Penentuan Lokasi Jembatan................................................................ 4
1.6.4
Penentuan Elevasi Lantai Jembatan .................................................... 5
1.6.5
Permodelan Struktur........................................................................... 5
1.6.6
Beban Rencana................................................................................... 5
1.6.7
Kabel Utama dan Batang Penggantung (hanger) ................................ 5
1.6.8
Lantai Kendaraan dan Struktur Pengaku ............................................. 5
1.6.9
Cek Lendutan dan Kapasitas .............................................................. 5
1.6.10
Blok Angkur ...................................................................................... 6
1.6.11
Analisa Menara/Pyloon ...................................................................... 6
1.6.12
Pondasi Jembatan ............................................................................... 6
1.6.13
Gambar Teknis ................................................................................... 6
TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................... 1 2.1
Pengertian Jembatan Gantung ................................................................... 1
2.2
Jenis Jembatan Gantung ............................................................................ 2
2.2.1
Jembatan gantung tanpa pengaku ....................................................... 2
2.2.2
Jembatan gantung dengan pengaku..................................................... 3
2.3
Bagian-bagian Utama Jembatan Gantung .................................................. 4
2.3.1
Lantai Kendaraan (deck)..................................................................... 5
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page ii
2.3.2
Hangers ............................................................................................. 5
2.3.3
Gelagar Pengaku (Stiffening Truss) .................................................... 6
2.3.4
Kabel (Cable)..................................................................................... 7
2.3.5
Pelana (Saddle) .................................................................................. 9
2.3.6
Block Anker (Anker Block) .............................................................. 10
2.3.7
Menara (Pyloon) .............................................................................. 11
KRITERIA PERENCANAAN............................................................................. 1 3.1
Peraturan-Peraturan Yang Digunakan ........................................................ 1
3.2
Persyaratan Bahan ..................................................................................... 1
3.2.1
Beton ................................................................................................. 1
3.2.2
Baja.................................................................................................... 2
3.2.3
Kabel ................................................................................................. 3
3.2.4
Baut ................................................................................................... 4
3.2.5
Tegangan Ijin ..................................................................................... 4
3.2.6
Ukuran-Ukuran Pokok ....................................................................... 4
3.2
Pemilihan Lokasi....................................................................................... 5
3.3
Perencanaan Elevasi Lantai Jembatan........................................................ 5
3.3.1
Jarak bebas ......................................................................................... 5
3.3.2
Tinggi banjir ...................................................................................... 6
3.4
Perencanaan Jembatan Gantung Pejalan Kaki ............................................ 7
3.4.1
Kekuatan ............................................................................................ 7
3.4.2
Lendutan ............................................................................................ 7
3.4.3
Beban dinamik ................................................................................... 7
3.5
Beban Rencana.......................................................................................... 7
3.5.1
Beban vertikal .................................................................................... 7
3.5.2
Beban samping ................................................................................... 7
3.5.3
Beban hidup ....................................................................................... 8
HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................................... 10 4.1
Sistem Struktur Jembatan ........................................................................ 10
4.2
Data Perencanaan .................................................................................... 10
( Sumber : Google Earth) ............................................................................... 11 4.3
Preliminary Design ................................................................................. 11
ANALISA PERHITUNGAN ............................................................................. 13 Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page iii
5.1
Pemodelan Struktur ................................................................................. 13
5.2
Perencanaan Sandaran ............................................................................. 14
5.3
Perencanaan Pelat Lantai ......................................................................... 19
5.3.1 5.4
Pembebanan ..................................................................................... 19
Perencanaan Balok Memanjang ............................................................... 22
5.4.1
Pembebanan ..................................................................................... 23
5.1.2 Kontrol Kekuatan Balok ........................................................................ 25 5.5
Perencanaan Balok Melintang ................................................................. 29
5.5.1
Pembebanan ..................................................................................... 29
5.5.2
Kontrol Kekuatan Balok ................................................................... 32
5.6
Perencanaan Sambungan Balok Melintang dan Balok Memanjang .......... 34
5.7
Perencanaan Kabel .................................................................................. 36
5.7.1 Perhitungan Dimensi Kabel ..................................................................... 38 5.7.1.1
Dimensi Kabel Utama ............................................................... 38
5.6.1.2 Dimensi Kabel Penggantung ........................................................... 38 5.7.1.2 5.7.2 5.8
Dimensi Kabel Backstay ........................................................... 39
Perhitungan Saddle........................................................................... 39
Perencanaan Blok Angkur ....................................................................... 40
5.7.1
Gaya yang Bekerja ........................................................................... 40
5.7.2
Kontrol Tegangan Gaya Dalam Tanah ............................................. 43
5.7.3
Kontrol Stabilitas Blok Angkur ......................................................... 44
5.9
Perencanaan Kabel Angin ....................................................................... 46
5.10 Perencanaan Menara/Pyloon ................................................................... 47 5.10.1 Perencanaan Awal Dimensi Pyloon ..................................................... 47 5.10.2
Kontrol Kekuatan Pyloon ................................................................. 48
5.10.3
Kontrol Batang Pengaku Pyloon ...................................................... 51
5.10.4
Perhitungan Base Plate .................................................................... 52
5.10.5
Perencanaan Angkur ........................................................................ 53
5.10.6
Perencanaan Sambungan Portal ........................................................ 54
5.10.7
Perencanaan Pilar ............................................................................. 67
5.11 Perencanaan Pondasi ............................................................................... 68 5.11.1 Perhitungan Daya Dukung ................................................................... 68 5.11.2
Perhitungan Bore Pile ................................................................... 68
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page iv
5.11.3 5.11.4
Penulangan Geser Tiang Pancang ................................................. 73 Penulangan Pile Cap......................................................................... 74
5.11.4.1
Penulangan Arah X ................................................................... 74
5.11.4.2
Penulangan Arah Y ................................................................... 74
METODE PELAKSANAAN ............................................................................. 76 6.1
Metode Pelaksanaan ................................................................................ 76
6.1.1
Pekerjaan Site Plan........................................................................... 76
6.1.2
Pekerjaan Bangunan Bawah atau Pondasi Portal............................... 77
6.1.3
Pekerjaan Blok Angkur Kabel Utama ............................................... 78
6.1.4
Pekerjaan Blok Angkur Kabel Angin................................................ 79
6.1.5
Pemasangan angkur kolom ............................................................... 80
6.1.6
Mendirikan Portal ............................................................................ 80
6.1.7
Pekerjaan Pemasangan Segmen Portal .............................................. 82
6.1.8
Pekerjaan Pemasangan Roller........................................................... 83
6.1.9
Pekerjaan Pemasangan Kabel Utama ................................................ 83
6.1.10
Pekerjaan Pemasangan Kabel Utama Ke Roller ................................ 84
6.1.11
Pekerjaan Penyetelan Lay Out Kabel Utama..................................... 85
6.1.12
Pekerjaan Pemasangan Hanger ......................................................... 86
6.1.13
Pekerjaan Pemeriksaan Camber........................................................ 87
6.1.14
Pekerjaan Pemasangan Segmen Portal .............................................. 87
6.1.15
Pekerjaan Pemasangan Papan Lantai ................................................ 88
6.1.16
Pekerjaan Pemeriksaan Camber Kembali ......................................... 89
6.1.17
Pekerjaan Pemasangan Kabel Angin ................................................ 89
6.1.18
Pekerjaan Pengecoran Plat Injak ....................................................... 90
6.1.19
Pekerjaan Pemeriksaan Akhir ........................................................... 91
6.2
Penjadwalan Pelaksanaan Konstruksi ...................................................... 92
ANALISIS BIAYA KONSTRUKSI .................................................................. 93 7.1
Rencana Anggaran Biaya ........................................................................ 93
7.1.1 Perhitungan Volume Pekerjaan................................................................ 93 7.1.2 Perhitungan BiayaTiap Sub Pekerjaan ..................................................... 97 PENUTUP ....................................................................................................... 100 8.1
Kesimpulan ........................................................................................... 100
8.2
Rekomendasi ......................................................................................... 100
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page v
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 101 LAMPIRAN .................................................................................................... 102
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page vi
DAFTAR TABEL Tabel 1 Perkiraan Proporsi Campuran Beton untuk Kontruksi Jembatan Gantung2 Tabel 2 Mutu Baja yang dipersyaratkan .............................................................. 2 Tabel 4 Mutu Kabel yang dipersyaratkan ............................................................ 3 Tabel 5 Luas Baut berdasarkan diameter nominal ............................................... 4 Tabel 6 Kecepatan Angin Rencana...................................................................... 8 Tabel 7 Beban Hidup yang dipikul dan lendutan izin jembatan gantung pejalan kaki...................................................................................................................... 9
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Bentuk umum jembatan gantung (a) side span free. (b) side span suspended ............................................................................................................ 2 Gambar 2 Penampang melintang jembatan pejalan kaki untuk berbagai pengguna (sesuai dengan lebarnya) ...................................................................................... 3 Gambar 3 Bagian Utama Jembatan Gantung ........................................................ 4 Gambar 4 Checker Plate ...................................................................................... 5 Gambar 5 Batang Pengaku Pada Yellow Bridges Nusa Ceningan Bali ................. 6 Gambar 6 Gelagar Pengaku Profil WF ................................................................. 7 Gambar 7 Main Cable pada Golden Gate Bridge USA ......................................... 8 Gambar 8 Saddle pada Puncak Menara .............................................................. 10 Gambar 9 Blok Angkur ...................................................................................... 10 Gambar 10 Tipe Menara .................................................................................... 11 Gambar 11 Penampang Melintang KAbel ............................................................ 3 Gambar 12 Penentuan Elevasi Jembatan .............................................................. 6 Gambar 13 Layout Perencanaan Jembatan ......................................................... 11 Gambar 14 Permodelan Struktur Jembatan Gantung Menggunakan SAP 2000 ... 13 Gambar 15 Penampang melintang Cable ............................................................ 38 Gambar 16 Sudut Kemiringan Kabel Terhadap Blok Angkur ............................. 40 Gambar 17 Dimensi Blok Angkur ...................................................................... 41 Gambar 18 Diagram Gaya Tekanan Tanah Pasif ................................................ 42 Gambar 19 Tabel Harga Bearing Capacity Factor Menurut Terzaghi ................ 43 Gambar 20 Diagram Gaya yang Bekerja di Blok Angkur ................................... 45 Gambar 21 Bentang Rencana Jembatan Melalui Aplikasi Google Earth ........... 102 Gambar 22 Sungai Bengawan Solo Sisi Lamongan ......................................... 102 Gambar 23 Survey Lokasi Sisi Lamongan........................................................ 102 Gambar 24 Tepi Sungai Bengawan Solo Sisi Lamongan .................................. 103
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page vii
Gambar 25 Sungai Bengawan Solo Sisi Gresik ................................................ 103 Gambar 26 Brosur Baut .................................................................................. 104
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page viii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Kita ketahui bahwa negara kita Indonesia merupakan negara kepulauan
yang memiliki kondisi geografis dengan banyak sungai, jurang, dan lembah sehingga membutuhkan infrastruktur jalan dan jembatan yang memadai sebagai penunjang pra sarana transportasi. Saat ini masih banyak desa atupun tempat tempat terpencil yang mengalami kesulitan akses transportasi akibat tidak tersedianya prasarana transportasi, khususnya jembatan untuk menyebrangi sungai. Salah satu sistem jembatan yang cukup efektif untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah jembatan gantung untuk pejalan kaki. Jembatan gantung sangat dibutuhkan masyarakat di beberapa pelosok pedesaan dalam menunjang kegiatan sosial dan ekonomi. Salah satu fenomena yang sering terjadi di masyarakat adalah tidak tersedianya jembatan yang dapat menghubungkan antara suatu desa dengan desa lainnya sehingga kegiatan perekononomian menjadi terhambat. Desa Meluwur Kecamatan Glagah Kabupaten Lamongan ini merupakan salah satu desa yang berseberangan dengan Desa Masangan Kecamatan Bungah Gresik. Kedua desa tersebut dipisahkan oleh Sungai Bengawan Solo yang lebarnya 130 meter. Untuk melakukan aktifitas sehari hari, warga antar desa tersebut harus memutar sejauh 4 km melewati Jembatan Sembayat Gresik. Tidak jarang juga siswa siswa yang bertempat tinggal di Desa Meluwur harus menaiki sampan agar bisa bersekolah di desa seberang yaitu Desa Masangan Bungah Gresik. Mereka memilih menaiki sampan karena akan sangat jauh jika harus memutar melewati Jembatan Sembayat Gresik (jembatan rangka baja). Pembangunan jembatan gantung merupakan pilihan tepat karena dengan adanya infrastruktur seperti itu akan sangat membantu aktifitas warga antar Desa Meluwur dan Desa Masangan. Dilihat dari jumlah penduduk antara dua desa tersebut yang tidak terlalu banyak dan hanya sebagian warga saja yang memiliki kendaraan bermotor, maka yang sangat mungkin dilaksanakan adalah jembatan gantung pejalan kaki tipe I.
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 1
Jembatan gantung pejalan kaki tipe I mempunyai struktur yang, ringan, tipis, lebar terbatas, dan panjang yang sangat rentan terhadap lendutan, puntir, goyangan, serta getaran. Perencanaan jembatan gantung yang aman namun cukup ekonomis, perlu ditentukan pemilihan dimensinya sesuai ketentuan yang mengacu pada pedoman perencanaan dan pelaksanaan jembatan gantung pejalan kaki tipe I.
1.2
Rumusan Masalah 1. Bagaimana perencanaan struktur jembatan gantung pejalan kaki tipe I sesuai dengan kondisi wilayah baik menggunakan perhitungan manual ataupun permodelan numerik menggunakan software ? 2. Bagaimana metode konstruksi jembatan gantung pejalan kaki yang akan dilaksanakan di lapangan dengan mempertimbangkan efisiensi biaya dan akses ke lokasi ? 3. Bagaimana perhitungan analisa biaya konstruksi jembatan gantung pejalan kaki sesuai harga satuan daerah lokasi ?
1.3
Tujuan 1. Mengetahui metode analisis mengenai perencanaan struktur jembatan gantung pejalan kaki tipe I, baik struktur bangunan atas ataupun struktur bangunan bawah jembatan (pondasi jembatan). 2. Dapat mengetahui metode konstruksi yang efektif dan efisien dalam melaksanakan pekerjaan struktur kolam renang tersebut, termasuk tahap tahapan pekerjaan dan penjadwalan 3. Dapat mengetahui rancangan perkiraan biaya konstruksi dari awal perencanaan sampai jembatan setelah selesai dikonstruksi
1.4
Manfaat 1. Proposal ini dapat digunakan sebagai acuan dalam perancangan kekuatan struktural jembatan gantung pejalan kaki tipe I, meliputi struktur bangunan atas dan bangunan bawah, baik menggunakan metode
analisis secara
manual ataupun permodelan numerik
menggunakan software yang sesuai.
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 2
2. Proposal ini dapat digunakan sebagai acuan dalam memilih metode konstruksi yang paling efektif serta efisien dengan mempertimbangkan akses ke lokasi, serta tahapan tahapan pekerjaan konstruksi 3. Proposal ini dapat digunakan sebagai acuan dalam merancang anggaran biaya konstruksi jembatan gantung pejalan kaki tipe I sesuai harga satuan aerah lokasi. 1.5
Flowchart Tahapan Perencanaan Mulai
Pengumpulan Data dan Studi Literatur 1. Data Bor Dalam Tanah 2. Layout Perencanaan 3. Data Spesifikasi Bahan dan Alat
Penentuan Lokasi Jembatan
Penentuan Elevasi Lantai Jembatan
Preliminary Design dan Permodelan Jembatan
Beban Rencana
Gaya Tarik Kabel Utama dan Batang Penggantung
Perencanaan Lantai Kendaraan Dan Struktur Pengaku
Tidak OK Kontrol : Cek Lendutan Cek Kapasitas
A Jembatan Gantung Pejalan Kaki
OK
Page 3
A
Blok Angkur
Analisis Menara/Pyloon
Bearing dan Pondasi Jembatan
Gambar Teknis
1.6
Penjelasan Tahapan Perencanaan 1.6.1 Input Data Lapangan Data yang digunakan dalam perhitungan makalah ini berasal dari data tes bor dalam tanah daerah wilayah Gresik sebagai data sekunder perkiraan kondisi tanah di lokasi jembatan. 1.6.2 Studi Literatur Dalam pengerjaan makalah ini diperlukan studi literatur untuk menunjang dan menambah pengetahuan tentang elemen elemen struktur jembatan gantung, persyaratan mutu bahan, batasan lendutan, pemilihan lokasi jembatan, dan lain lain. Studi literature didapat dari beberapa referensi seperti buku diktat kuliah, internet, jurnal, paper, dan buku-buku penunjang lainnya yang berhubungan dengan penyelesaian laporan perencanaan jembatan gantung 1.6.3 Penentuan Lokasi Jembatan Pemilihan lokasi jembatan pejalan kaki harus mempertimbangkan berbagai aspek ekonomis, teknis, dan kondisi lingkungan seperti, bentang terpendek yang mungkin dari jembatan sehingga bisa menekan biaya pelaksanaan, berada pada wilayah yang minim terhadap erosi aliran sungai, dan lain lain.
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 4
1.6.4 Penentuan Elevasi Lantai Jembatan Banyak yang harus diperhatikan dalam penentuan elevasi lantai kendaraan pada jembatan. Salah satunya adalah muka air banjir sungai dan jarak bebas untuk perahu agar bisa melalui lantai kendaraan jembatan dengan aman. Hal hal itu dapat diamati dengan diskusi dengan masarakat setempat dan data muka air banjir tertinggi. 1.6.5 Permodelan Struktur Pemodelan Struktur jembatan ini dilakukan dengan sistem 3 dimensi menggunakan SAP 2000, dan SPColumn. Pemodelan struktur 3 dimensi mempunyai beberapa kelebihan dimana gaya yang terjadi dapat diamati dan lebih mendekati keadaan yang sebenarnya. 1.6.6 Beban Rencana Pada pembebanan jembatan gantung ini ada beban statik dan beban dinamik. Beban beban tersebut akan di input ke dalam permodelan SAP 2000 seperti beban mati, beban hidup yang memperhitungkan beban kendaraan roda dua, beban angin, dan beban gempa. 1.6.7 Kabel Utama dan Batang Penggantung (hanger) Setelah dilakukan permodelan struktur pada SAP 2000, cek tegangan kabel utama dan hanger. Dimensi kabel penggantung harus mampu menahan gaya aksial tarik yang berasal dari lantai kendaraan s 1.6.8 Lantai Kendaraan dan Struktur Pengaku Setelah dilakukan permodelan struktur pada SAP 2000, cek Momen maksimum pada elemen elemen struktur. Dimensi elemen struktur harus mampu menahan beban yang terjadi dan harus dibawah tegangan ijin. 1.6.9 Cek Lendutan dan Kapasitas Kontrol kapasitas dan momen yang terjadi (ultimate) pada batang batang jembatan maupun kabel jembatan dari hasil ouput SAP 2000 dengan kapasitas dan momen nominal profil elemen struktur rencana. Selain itu lendutan yang terjadi harus di bawah lendutan ijin.
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 5
1.6.10 Blok Angkur Dimensi blok angkur didesain sedemikian rupa agar memiliki kapasitas yang lebih besar dari gaya pada kabel backstay. Garis kerja gaya kabel, tekanan tanah pasif serta gaya gravitasi blok angkur harus lebih besar dari gaya angkat dan geser akibat kabel agar tidak terguling. 1.6.11 Analisa Menara/Pyloon Menara harus didesain untuk mampu menahan aksial tekan dan lentur serta memiliki stabilitas terhadap tekuk dan beban gempa respon spektrum. 1.6.12 Pondasi Jembatan Dimensi dan jenis pondasi harus didesain agar memiliki kapasitas menahan
beban
dari
struktur
atas
jembatan
gantung
dengan
mempertimbangkan kondisi tanah setempat. 1.6.13 Gambar Teknis Pembuatan gambar teknis dilakukan setelah pengecekan lenudtan terjadi pada jembatan, kapasitas seluruh elemen struktur telah mampu menahan momen yang terjadi akibat beban rencana.
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Pengertian Jembatan Gantung Jembatan gantung merupakan jembatan yang bagian bangunan atas
berfungsi sebagai pemikul langsung beban lalulintas yang melewati jembatan tersebut. Seluruh beban lalulintas dan gaya gaya yang bekerja dipikul oleh sepasang kabel baja yang menumpu diatas 2 pasang menara dan 2 pasang blok angkur. Jembatan gantung terdiri atas pelengkung penggantung dan batang penggantung (hanger) dari kabel baja, dan bagian yang lurus berfungsi mendukung lalulintas (dek jembatan). Sistem struktur dasar jembatan gantung berupa kabel utama (main cable) yang memikul kabel gantung (suspension bridge). Lantai jembatan biasanya tidak terhubung secara langsung dengan pilar, karena prinsip pemikulan gelagar terletak pada kabel. Apabila terjadi beban angin dengan intensitas tinggi, jembatan dapat ditutup dan arus lalulintas dihentikan, untuk mencegah sulitnya mengendalikan kemudi kendaraan dalam goyangan yang tinggi. Selain bentang utama, biasanya jembatan gantung mempunyai bentang luar (side span) yang berfungsi untuk mengikat kabel utama pada balok angker. Walaupun pada kondisi tertentu terdapat keadaan dimana kabel utama dapat langsung diangkerkan pada ujung jembatan dan tidak memungkinkan adanya bentang luar, bahkan kadangkala tidak membutuhkan dibangunnya pilar. Jembatan gantung pejalan kaki hanya boleh dilewati oleh lalulintas pejalan kaki dan kendaraan ringan seperti sepeda, gerobak, kendaraan ditarik oleh hewan, motor, an kendaraan bermotor ringan dengan maksimum roda tiga dapat lewat untuk keadaan darurat.
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 1
Gambar 1 Bentuk umum jembatan gantung (a) side span free. (b) side span suspended ( Sumber : Supriyadi, 2007)
2.2
Jenis Jembatan Gantung Steinman (1953), membedakan jembatan gantung menjadi 2 jenis yaitu jembatan gantung tanpa pengaku dan jembatan gantung dengan pengaku. 2.2.1 Jembatan gantung tanpa pengaku Jembatan tanpa pengaku aalah tipe jembatan gantung dimana seluruh beban sendiri dan lalulintas didukung penuh oleh kabel. Jembatan gantung tanpa pengaku hanya digunakan untuk struktur yang sederhana (bukan untuk struktur yang rumit dan bukan juga untuk menahan beban yang besar). Dalam perhitungan struktur secara keseluruhan, struktur pendukung lalulintas ini kekauannya (EI) dapat diabaikan, sehingga seluruh beban mati dan beban lalulintas akan didukung secara penuh oleh kabel baja melalui hanger. Umumnya jembatan gantung tanpa pengaku ini digunakan untuk pejalan kaki. Berikut menunjukkan lebar yang dianjurkan untuk jalan masuk : a. Jembatan gantung pejalan kaki kelas II untuk pejalan kaki dua arah, dengan lebar 1m – 1,4m. b. Jembatan gantung pejalan kaki kelas I untuk 3 pejalan kaki yang beriringan, dengan lebar 1.4m – 1.8m.
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 2
Gambar 2 Penampang melintang jembatan pejalan kaki untuk berbagai pengguna (sesuai dengan lebarnya) ( Sumber : Pedoman Perencanaan dan Pelaksanaan Konstruksi Jembatan Gantung untuk Pejalan Kaki : 2010)
2.2.2 Jembatan gantung dengan pengaku Ada dua cara untuk memperkaku jembatan gantung yaitu: (1) Gelagar pengaku dibuat pada lantai kendaraan Dalam hal ini rangka pengaku serupa dengan rangka induk jembatan rangka, atau rangka pengaku dibuat dari profil teesusun dari pelat (plate girder/balok pelat). Cara lain ialah dengan membuat rangka pengaku dibawah lantai kendaraan (dejajar dengan gelagar memanjang). Dalam hal ini rangkarangka pengaku bias lebih dari dua buah, bisa empat atau lebih tergantung dari lebar jembatan dan bentang jembatan. Keterangan : Type 1.a
- Bentang utama digantung, bentang tepi bebas - Gelagar pengaku hanya pada bentang utama
Type 1.b
- Bentang utama digantung, bentang tepi bebas - Gelagar pengaku menerus
Type 1.c
-
Bentang utama dan bentang tepi tergantung pada kabel
-
Gelagar pengaku untuk bentang utama dan bentang tepi terpisah
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 3
Type 1.d
- Bentang utama dan bentang tepi tergantung pada kabel - Gelagar pengaku terputus-putus (type ini agak jarang dilaksanakan)
(2) Pada kabel diberi rangka pengaku Kabel diperkaku dengan rangka, dan rangka batang dihitung sebagai rangka batang 3 sendi. Berikut adalah beberapa cara memperkaku kabel pada konstruksi jembatan gantung. Keterangan : Type 2.a
Rangka pengaku kabel dibuat berbeda yaitu dengan memperkaku bagian tengah (titik sendi pada rangka batang pada bagian tengah dihilangkan sehingga rangka menjadi menerus)
Type 2.b
Rangka pengaku kabel dibuat menerus (kaku) sampai atas pylon. Dengan demikian, rangka batang mulai dari A-B-C-D adalah menerus (rangka batang diangap menerus di atas 4 bauh tumpuan)
2.3
Bagian-bagian Utama Jembatan Gantung Bagian-bagian utama konstruksi Jembatan Gantung adalah sebagai berikut:
Gambar 3 Bagian Utama Jembatan Gantung ( Sumber : Pedoman Perencanaan dan Pelaksanaan Konstruksi Jembatan Gantung untuk Pejalan Kaki : 2010 )
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 4
2.3.1 Lantai Kendaraan (deck) Jembatan Gantung yang tidak memakai Gelagar Pengaku, yang berfungsi untuk memperkuat Lanati Kendaraan, adalah sebuah Jembatan Gantung yang paling sederhana. Jembatan Gantung tanpa gelagar pengaku pada praktiknya hanya digunakan untuk lalu lintas ringan atau untuk pejalan kaki. Gelagar Memnajang menumpu pada Gelagar Melintang, dan gelagar melintang digantungkan kepada Kabel Utama lewat perantaraan Hangers (beberapa penggantung). Lantai Kendaraan ini biasanya terbuat dari kayu atau pelat-pelat (pelat baja gelombang) yang kemudian dilapisi aspal beton.
Gambar 4 Checker Plate
2.3.2 Hangers Hangers berfungsi sebagai pemikul lantai kendaraan yang menghubungkan gelagar melintang/rangka pengaku dengan kabel utama. Pada Jembatan Gantung Suspension diperlukan sepasang kabel utama untuk memikul lantai kendaraan, dimana lantai kendaraan (melalui gelagar melintang) digantungkan pda bagian kiri dan kanan potongan melintang jembatan. Karena Hangers hanya diperlukan terhadap gaya Tarik, biasanya penampang profilnya terbuat dari baja bulat. Hangers ini dilengkapi dengan Wartel Mur yang berfungsi sebagai penyetel panjang hangers sehingga tegangan pada hangers dapat diseragamkan. Penyetelan hangers sangat penting dan diperlukan ketelitian yang cukup tinggi untuk menghindari resiko fatal. Apabial ketinggian (panjang) dan tegangan kabel tidak sesuai dengan perhitungan, maka hangers akan putus dan mengakibatkan hangers di sebelahnya akan putus juga dan seterusnya.
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 5
Hangers tersebut dikaitkan (digantungkan) kepda kabel dengan bantual pelat-pelat jepit sehingga tidak ada kemungkinan untuk berpindah tempat. Perpindahan tempat akan menimbulkan perubahan-perubahan gaya pada hangers.
Gambar 5 Batang Pengaku Pada Yellow Bridges Nusa Ceningan Bali
2.3.3 Gelagar Pengaku (Stiffening Truss) Gelagar pengaku biasanya terbuat dari rangka baja atau profil tersusun (balok pelat/berdinding penuh). Pada hal-hal khusu, rangka kayu dapat juga dipergunakan sebgai pengaku bentang yang tidak terlalu panjang. Dengan adanya rangka pengaku, lantai kendaraan akan stabil ke arah sumbu memanjang dan penyebaran gaya-gaya pada kabel dapat diseragamkan (disesuaikan dengan perhitungan). Gelagar pengaku ini biasanya di atas Gelagar Melintang di sebelah dalam Pyloon. Beban yang diperhitungkan untuk perencanaan Gelagar Pengaku hanya sebagian dari beban bergerak karena fungsinya hanya memperkaku jembatan arah memanjang akibat beban bergerak. Dengan kata lain, Gelagar Pengaku diperlukan untuk menstabilkan jembatan terhadap pengaruj getaran beban bergerak dan mempertahankan bentuk lemgkung kabel terhadap perubahan bentuk kabel akibat pembebanan yang tidak merata di atas jembatan.
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 6
Pada umumnya Gelagar Pengaku terbuat dari rangka baja dengan batang tepi sejajar/rata. “lawan lendut” (peninggian di tengah bentang dilakukan pada waktu pemasangan Rangka Pengaku). Hal ini diperlukan untuk mengimbangi lendutan yang akan terjadi pada rangka akibat Adaya pembebanan. Komstruksi tertentu, kecuali pada type khusus, misalnya dengan membuat Rangka Pengaku terputus-putus. Dengan demikian, konstruksi Gelagar Pengaku sangat peka terhadap muatan-muatan sekunder,
misalnya
pada
waktu
pemasangan,
akibat
perubahan
temperature, akibat gaya angina dan lain-lain. Berat sendiri jembatan dipikul langsung oleh kabel melalui hangers. Dengan demikian, dimensi profil batang rangka pengaku jauh lebih kecil dibandingkan dengan dimensi profil rangka batang ad Jembatan Rangka biasa. Bentuk rangka batang pengaku serupa dengan bentum rangka batang pada Jembatan Rangka. Bentuk yang umum dipakai adalah Batang Rangka Tepi Lurus dengan Batang Diagonal Naik-Turun atau Rangka Batang Bentuk K.
Gambar 6 Gelagar Pengaku Profil WF
2.3.4 Kabel (Cable) Kabel terbuat dari jalinan kawat baja bermutu tinggi. Dengan demikian kabel tidak bisa memikul gaya tekan. Pada prakteknya, kabel hanya diperhitungkan terhadap gaya Tarik, terutama pada jembtan gantung yang pengakunya hanya pada gelagar pengaku. Karena semua beban
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 7
jembatan digantungkan kepada kabel maka dapat dikatakan bahwa kabel adalah pemikul utama dari jembatan gantung. Tengan ijin kabel yang dipakai, σ = 180 kg/mm2. Menurut bentuknya, kabel dapat dibedakan menjadi :
Gambar 7 Main Cable pada Golden Gate Bridge USA
(1) Kabel Spiral (Spyral Cable) Dibentuk dari beberapa buah strand (kumpulan kawat), sedangkan tiap strand terdiri dari 7, 19, 36, dan 61 buah kawat, dipilin sedemikkian rupa sehingga merupakan satu kesatuan. Kawat-kawat dipilin menjadi satu strand dan strand-strand dipilin menjadi satu rope kabel spiral. (2) Kabel Kawat Sejajar (Parallel Wire Cable) Terbentuk dari sejumlah besar kawat yang disusun sejajar satu sama lain. Tidak ada satu kawat pun yang dibelit. Kawatkawat dikapalkan dan disusun rapa secara bersama-sama membentuk penampang Lintang bulat. Kabel jenis ini digunakan pada struktu-struktur monumental Seperti Golden Gate Bridge dan George Washington Bridge.
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 8
(3) Kabel Strand Sejajar (Parallel Strand Cable) Berisi beberapa strand galvanis, semua strand dipasang sejajar dan saling bersentuhan satu sama lain. Strand-strand disusun bentuk lingkaran yang kemudian dibungkus kawat sebagai perlindungan. Kabel strand sejajar jenis yang lain yaitu beberapa strand galvanis yang dipasang sejajar satu sama lain tetapi tidak saling bersentuhan. Strand-strand ini biasanya disusun dalam bentuk persegi dan kabel dapat berisi 2, 4, 6, 9, 12, 16, 20, 24 atau 30 strand. (4) Kabel Tali Sejajar (Parallel Rope Cable) Pada dasarnya sama Seperti kabel strand sejajar, kecuali bahwa tali galvanis digunakan sebagai strand. Kawat sejajar/parallel lebih menguntungkan bila dibandingkan dengan kabel spiral, karena : - Tegangan lebih merata - Bentangan lebih besar - Ulur lebih kecil - Sambungan kepada anker lebih mudah dana man - Lebih murah tetapi pemasangan lebih lama Pada umumnya kabel tersebut diberi coating/galvanisasi untuk menjaga perkaratan, namun akibat galvanisasi ini kekuatan kabel akan berkurang sekitar 7%.
(5) Kabel Satu Tali (Single Rope Cable) Type ini hanya digunakan untuk struktur kecil. 2.3.5 Pelana (Saddle) Tumpuan/dudukan kabel pada puncak Menara. Kabel yang ditumpukan di atas pelana adalah kabel yang tidak terputus, artinya kabel menerus dari block anker yang satu ke block anker yang lainnya. Pelana
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 9
ini bisa dibuat kaku (fixed) dan bisa juga dengan memakai rollers (movable).
Gambar 8 Saddle pada Puncak Menara
2.3.6 Block Anker (Anker Block) Berfungsi sebagai penahan kabel ke tanah pondasi. Dengan demikian, block anker akan memikul gaya Tarik dan gaya angkat. Maka, Block Anker perlu sedemikian kokoh agar tidak sampai tergeser, terangkat dan terguling. Block Anker dapat dibuat dari beton ataupun pasangan batu. Pengankeran kabel dapat dibuat pada jembatan berikutnya, bila jembatan gantung tadi digantung dengan jembatan multi Span yang terpisah dari Jembatan Gantung. Artinya, kabel tidak lagi memikul jembatab-jembatan
Gambar 9 Blok Angkur
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 10
berikutnya, karena sudah ditumpu diatas beberapa perletakan. 2.3.7 Menara (Pyloon) Pyloon atau Menara adalah bagian yang sangat penting pada sebuah jembatan gantung. Pylon adalah Menara yang berfungsi sebagai tempat perletakan kabel utama pemikul jembatan. Bentuk menara dapat berupa portal, multistory atau diagonally braced frame sebagaimana ditunjukkan gambar berikut
Gambar 10 Tipe Menara ( Sumber : Troitsky, 1994 )
Konstruksi Pyloon dapat dibagi menjadi dua bagian sebagai berikut: 1. Pier/pilar yaitu bagan sebelah bawah tower ( Menara ) jembatan menumpu. 2. Tower/Menara yaitu bagian atas dimana kabel utama menumpu. Pyloon harus direncanakan sedemikian rupa sehingga tidak mengganggu lalu lintas. Untuk menjaga kestabilan/kelakuan pyloon arah mendatar, terutama pada Hangers miring arah melintang jembatan, maka kedua Menara dihubungkan dengan balok melintang sehingga pyloon menjadi
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 11
sebuah portal. Perencanaan pyloon tergantung pada beberapa factor antara lain: 1. Kontruksi Saddle (pelana), yaitu tempat tumpuan kabel pada puncak Menara, dapat dibuat kaku atau bebas (kabel dapat bergerak). Apabila Pelana Kaku, maka akibat gaya H pada puncak menara (akibat gaya Tarik kabel) harus diperhitugkan terhadap kakai menara (Pyloon). Apabila Pelana bebas, maka Pyloon hanya mendukung gaya normal vertical akibat gaya tarikan pada kabel, maka momen pada kaki Pyloon tidak ada. Untuk hal ini kaki pyloon direncanakan menjadi sendi, supaya terjamin bahwa tidak ada momen lentur pada kaki pyloon. 2. Temperatur dan pembebanan. 3. Perbedaan sudut inklinasi antara kabel pada main span dengan kabel pada side span.
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 12
BAB III KRITERIA PERENCANAAN
3.1
Peraturan-Peraturan Yang Digunakan Peraturan-peraturan yang digunakan dalam penyusunan proposal lomba ini antara lain adalah sebagai berikut : 1. Peraturan teknik jembatan “Bridges Management System (BMS)” 2. Standart American Institute of Steel Construction (AISC-1986) 3. SNI T - 02 - 2005 4. SNI T - 03 - 2005. 5. SNI 2833 : 2008 6. LRFD 7. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO).
3.2
Persyaratan Bahan 3.2.1 Beton Mutu beton harus sesuai dengan SNI 03-1974-1990 seperti tampak pada tabel
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 1
Tabel 1 Perkiraan Proporsi Campuran Beton untuk Kontruksi Jembatan Gantung
(Sumber : Pedoman Perencanaan dan pelaksanaan Jembatan Gantung untuk pejalan kaki)
3.2.2 Baja Baja yang digunakan sebagai bagian struktur baja harus mempunyai sifat mekanis baja struktural seperti dalam tabel 2 . Mutu baja dan data yang berkaitan lainnya harus ditandai dengan jelas pada unit-unit yang menunjukkan identifikasi selama pabrikasi dan pemasangan. Tabel 2 Mutu Baja yang dipersyaratkan
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 2
( Sumber : Pedoman Perencanaan dan Pelaksanaan Kontruksi Jembatan Gantung untuk Pejalan Kaki)
3.2.3 Kabel Bahan kabel yang digunakan pada perencanaan jembatan, cable harus memenuhi tabel 3 dimana kabel terdiri dari beberapa strand
Gambar 11 Penampang Melintang KAbel
( Sumber : Pedoman Perencanaan dan Pelaksanaan Kontruksi Jembatan Gantung untuk Pejalan Kaki) Tabel 3 Mutu Kabel yang dipersyaratkan
Sumber : SNI – 0076 - 2008
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 3
3.2.4 Baut Dalam perencanaan baut, mengacu pada SNI T – 03 – 2005. Kategori baut dan pembautan harus sesuai pasal 11.3 dan pasal 11.4. Luas baut sesuai SNI disajikan pada table berikut Tabel 4 Luas Baut berdasarkan diameter nominal
( Sumber : SNI T – 03 – 2005)
3.2.5 Tegangan Ijin Tegangan ijin bahan yang digunakan dalam penyusunan proposal lomba ini antara lain : 1. Mutu baja untuk box girder adalah BJ 50, tegangan putus fu = 500 MPa, tegangan leleh fy = 290 MPa. 2. Mutu beton, fc’ = 30 MPa. 3. Mutu baja tulangan U25, fy = 400 MPa. 4. Mutu kabel Wire Rope Blue Strand 6x36 (WS) WRC dengan tegangan ijin 180 Kg/mm2 5. Mutu baut A307 dan BJ 50, AISC – LRFD design. 6. Mutu las E60 & E70, AISC – LRFD 1986. 3.2.6 Ukuran-Ukuran Pokok Beberapa pedoman untuk merencanakan, menentukan ukuranukuran pokonya adalah sebagai berikut : Perbandingan antara Side Plan (L1) dan Main Span (L) untuk Side Span tanpa penggantung
: L1 : L = 1 : 4
Side Span dengan penggantung
: L1 : L = 1 : 2
Direncanakan Side Span tanpa penggantung (L1)
: 20 m
Main Span (L) = 138m sehingga L1/L = 20/138
: 0,15…(ok)
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 4
Perbandingan antara Cable Sag (f) dan Main Span (L) adalah Side Span tanpa penggantung
: f : L = 1 : 9 ; Side Span dengan penggantung : f : L = 1 : 8
Direncanakan Cable Sag (f) = 15m Main Span (L) 3.2
= 138m
sehingga f/L = 15/138 = 0,12…(ok)
Pemilihan Lokasi Pemilihan lokasi jembatan pejalan kaki harus mempertimbangkan aspek
ekonomis, teknis, dan kondisi lingkungan antara lain: a. Biaya pembuatan jembatan harus seminimal mungkin b. Mudah untuk proses pemasangan dan perawatan c. Mudah diakses dan memberikan keuntungan untuk masyarakat yang akan menggunakannya d.
Berada pada daerah yang memiliki resiko minimal terhadap erosi aliran sungai.
e. Panjang bentang terpendek yang mungkin dari jembatan f. Jembatan pejalan kaki harus berada pada bagian lurus dari sungai atau arus, jauh dari cekungan tempat erosi dapat terjadi g. Pilih lokasi dengan kondisi fondasi yang baik untuk penahan kepala jembatan h. Lokasi harus sedekat mungkin dengan jalan masuk yang ada atau lintasan lurus i. Lokasi harus memberikan jarak bebas yang baik untuk mencegah banjir dan harus meminimalisasi kebutuhan untuk pekerjaan tanah pada jalan masuk untuk menaikkan permukaan pada jembatan 3.3
Perencanaan Elevasi Lantai Jembatan Elevasi lantai jembatan ditentukan oleh jarak bebas dan tinggi banjir
dengan periode ulang 20 tahun 3.3.1 Jarak bebas Jarak bebas yang dianjurkan adalah: a. Pada daerah yang agak datar ketika air banjir dapat menyebar ke batas ketinggian permukaan air dianjurkan jarak bebas minimum 1 m
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 5
b. Pada daerah berbukit dan memiliki kelandaian lebih curam ketika penyebaran air banjir lebih terbatas, jarak bebas harus ditingkatkan. Jarak bebas lebih dari 5 m disarankan untuk daerah berbukit dengan arus sungai yang mengalir pada tepi jurang yang curam. Faktor kritis lain dari jarak bebas untuk perahu dan lokasi dari kepala jembatan juga perlu diperiksa untuk melihat kriteria mana yang mengatur tinggi minimum lantai jembatan. 3.3.2 Tinggi banjir Tinggi banjir rata-rata dapat diamati dengan a. Observasi tempat yang ditandai oleh material yang tertahan pada tumbuhan, jenis arus, endapan pasir/tanah b. Diskusi dengan masyarakat setempat c. Data muka air banjir tertinggi. Penentuan ketinggian lantai jembatan ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 12 Penentuan Elevasi Jembatan ( Sumber : Pedoman Perencanaan dan Pelaksanaan Konstruksi Jembatan Gantung untuk Pejalan Kaki : 2010 )
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 6
3.4
Perencanaan Jembatan Gantung Pejalan Kaki Standar perencanaan jembatan menetapkan kriteria perencanaan yang
perlu dipertimbangkan untuk memastikan bahwa jembatan pejalan kaki aman dan sesuai untuk pengguna. 3.4.1 Kekuatan Batang-batang jembatan harus cukup kuat untuk menahan beban hidup dan beban mati yang didefinisikan di atas dengan batas yang cukup untuk keselamatan untuk mengizinkan beban yang tidak terduga, properti material, kualitas konstruksi, dan pemeliharaan. 3.4.2 Lendutan Jembatan pejalan kaki tidak boleh melendut untuk batas yang mungkin menyebabkan
kecemasan
atau
ketidaknyamanan
untuk
pengguna
atau
menyebabkan batang-batang yang terpasang menjadi tidak rata. 3.4.3 Beban dinamik Pada jembatan pejalan kaki dapat saja terjadi getaran akibat angin atau orang yang berjalan di atasnya. Namun, beban ini dapat diatasi dengan ikatan angin dan pembatasan barisan pejalan kaki. 3.5
Beban Rencana Jembatan pejalan kaki harus kuat dan kaku (tanpa lendutan yang berlebih)
untuk menahan beban berikut: 3.5.1 Beban vertikal Beban vertikal rencana adalah kombinasi dari beban mati dan beban hidup terbesar yang diperkirakan dari pengguna jembatan. 3.5.2 Beban samping Beban samping disebabkan oleh tekanan angin,, gempa, pengguna yang bersandar atau membentur pagar keselamatan. Jika benturan keras dari objek yang lebih besar pada aliran air yang cepat maka jarak bebas lantai jembatan harus ditambah untuk mengurangi resiko benturan dan kerusakan.
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 7
Standar perencanaan untuk jembatan pejalan kaki mempertimbangkan standar perencanaan kecepatan angin 35 m/detik, yang mengakibatkan tekanan seragam pada sisi depan yang terbuka dari batang-batang jembatan dari 130 kg/m2. Karena tidak mungkin lalu lintas di atas jembatan pada angin yang besar, beban angin dipertimbangkan terpisah dari beban hidup vertikal. Beban gempa dihitung secara statik ekuivalen dengan memberikan beban lateral di puncak menara sebesar 15% sampai dengan maksimum 20% beban mati pada puncak menara. Beban gempa tidak dihitung bersamaan dengan beban angin karena tidak terjadi pada waktu yang sama.
Tabel 5 Kecepatan Angin Rencana
Sumber : SNI T – 02 - 2005
3.5.3 Beban hidup Ada dua aspek beban hidup yang perlu dipertimbangkan: a. Beban terpusat pada lantai jembatan jembatan akibat Kendaraan roda dua untuk memeriksa kekuatan lantai jembatan; b. Beban yang dipindahkan dari lantai jembatan ke batang struktur yang kemudian dipindahkan ke tumpuan jembatan. Aksi beban ini akan terdistribusi pendek atau menerus sepanjang batang-batang longitudinal yang menahan lantai jembatan. Beban hidup yang paling kritis yang dipikul karena pengguna jembatan pejalan kaki ditunjukkan pada Tabel 7
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 8
Tabel 6 Beban Hidup yang dipikul dan lendutan izin jembatan gantung pejalan kaki
( Sumber : Pedoman Perencanaan dan Pelaksanaan Konstruksi Jembatan Gantung untuk Pejalan Kaki : 2010 )
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 9
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sistem Struktur Jembatan Jembatan Gantung ini terdiri dari 3 material utama yaitu : baja, beton, dan strand. Jembatan ini termasuk Jembatan Gantung side span tanpa penggantung. Pengaku jembatan hanya menggunakan kabel angin yang terdapat pada sisi samping jembatan. 4.2 Data Perencanaan Nama Jembatan
: Jembatan Gantung Morodadi
Lokasi
: Kecamatan Bungah, Gresik
Panjang total
: 178 m
Bentang Utama
: 138 m
Bentang Tepi Kiri
: 20 m
Bentam Tepi Kanan
: 20 m
Tinggi Muka Air Banjir
: 5m
Lebar badan jembatan
: 1,8 m
Lebar lantai jembatan
: 1,8 m
Jumlah pilar
: 2 buah
Jumlah kepala jembatan
: 2 buah
Jumlah pylon
: 2 buah
Tinggi Menara
: 17 m
Tinggi Pilar
:3m
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 10
Gambar 13 Layout Perencanaan Jembatan ( Sumber : Google Earth)
4.3 Preliminary Design Adapun material atau bahan kontruksi yang digunakan dalam perencanaan Jembatan gantung Tipe I seperti pada tabel berikut: Bangunan Atas TIPE
Bahan
Mutu
Profil
Slab Balok Melintang Balok Memanjang Kabel Hanger Kabel Utama Kabel Backstay Kabel Angin Pylon a. Menara b. Batang Horizontal c. Batang Diagonal
Baja Baja Baja Strand Strand Strand Strand
BJ 50 BJ 37 BJ 37 Kelas B Kelas B Kelas B Kelas B
7 mm WF 150 x 150 x 10 x 7 WF 150 x 150 x 10 x 7 6 x 36 ( WS ) Φ 8 mm 6 x 36 ( WS ) Φ 50 mm 6 x 36 ( WS ) Φ 50 mm 6 x 36 ( WS ) Φ 12 mm
Baja
BJ 50
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
WF 414 x 405 x 28 x 18 L 100 x 100 x 10 L 100 x 100 x 10
Page 11
Bangunan Bawah TIPE Pilar Pile Cap Tiang Pancang Blok Angkur
Bahan
Mutu
Dimensi
Beton Beton Beton Beton Batu Kali
FC' 30 FC' 30 FC' 30 FC' 30
1,8 m x 0,4 m x 3 m 2,5 m x 2,5 m x 1 m Bore Pile Φ 500 mm
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
5 m x 3,5 m x 4,1 m
Page 12
BAB V ANALISA PERHITUNGAN
5.1 Pemodelan Struktur Pada perencanaan jembatan Gantung Morodadi ini termasuk jembatan gantung sederhana dengan pylon menggunakan rangka portal dari profil WF dan siku. Tumpuan jembatan berupa sendi dan jepit pada ujung-ujung gelagar dan tumpuan elastis berupa kabel yang menumpu pada gelagar. Pemodelan Struktur jembatan ini dilakukan dengan sistem 3 dimensi menggunakan SAP 2000, dan SPColumn. Pemodelan struktur 3 dimensi mempunyai beberapa kelebihan dimana gaya yang terjadi dapat diamati dan lebih mendekati keadaan yang sebenarnya. Perhitungan jembatan ini didesain menggunakan beban dalam kondisi ultimate untuk menghitung kekuatan strutur jembatan seperti gelagar, pelat lantai, dan Pylon.
Gambar 14 Permodelan Struktur Jembatan Gantung Menggunakan SAP 2000
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 13
5.2 Perencanaan Sandaran Gaya yang bekerja Pada Tiang sandaran Vertikal & Horizontal (W) = Data Perencanaan Sandaran : Panjang Jembatan = Tinggi Sandaran = Profil = Jarak Tiang Sandaran (l) = Tiang Sandaran : Mutu Baja ( fy ) = Bahan & Material Diameter luar (do) Berat pipa (q) Tebal pipa (t)
:(RSNI T - 02 - 2005 Pasal 12.5 ) 0,75 KN/m 138 m 100 cm Pipa 1 m 240
Mpa
: = = =
60,5 mm 4,52 kg/m 3,2 mm
Inersia (I)
=
23,7 cm
Section Modulus (Zx) Modulus Elastisitas (E) Mutu baja
= = =
7,84 cm 200000 BJ 37
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
4 3
N/mm2
Page 14
MVD
Perhitungan Momen Pipa Sandaran : 1 ) Akibat Beban Sendiri 2 = 1/8 q l 2
= = =
1/8 x 4.52 x 2 0,57 Kg.m 0,0057 KN.m
q pipa
= = =
MVL
=
q Hidup 0,75 Kn/m 75,00 Kg/m 2 1/8 W l
= = =
1/8 x 0.75 x 2 0,09 KN.m 9,38 Kg.m
MV
= = = =
MVD + MVL (0.0226 + 37.5 ) kN.m 0,0994 KN.m 9,94 Kg.m
MH
=
1/8 q l
= = =
1/8 x 0.75 x 0.9 0,09 KN.m 9,38 Kg.m
MR
= = = =
MV + MH 2 1407.9 +0.14 0,14 KN.m 13,66 Kg.m
Zx Mn
= = = = =
7,8 cm3 0.9 x fy x Zx 0.9 x 3600 x 7.8 1693,4 kg.cm 16,93 kg.m
2
2 2
2
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 15
MR Mn
= =
ijin
= = =
ijin
=
2m 240 0,42
=
Y
2m 240 0,42
L 240
=
= = = = = = = =
47,83 KN
( Memenuhi )
Kombinasi Geser Lentur
Syarat : Ф
+ 0,625
Ф
1
≤
1,375
≤
1,375
( Memenuhi )
Kontrol Lendutan
Beban Kondisi Layan Beban Mati Balok Memanjang
= Wbalok
Plat Baja
=
= 32 ×
Kg/m
= 330 Kg/m + QD =
362 Kg/m
=
3,62 KN/m
Beban Hidup ( Live Load ) Beban Pejalan Kaki
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
….. RSNI T-02-2005 pasal 6.9
Page 27
λ
= 3m
Q pejalan
= 5 Kpa
Q pejalan
= 500 kg/m2 x λ = 1750 Kg / m = 17,5 KN / m
= 500 Kg/m2
Beban Terpusat Roda 2 (P) = 20 KN ...........(Pedoman Perancanaan & Pelaksanaan Kontruksi Jembatan Gantung untuk Pejalan Kaki)
Kontrol Lendutan
Lendutan terjadi : (Merata + Terpusat )
=
×
×
× ×
+
= 5,6 mm Lendutan ijin : ijin
= 1,5 cm
= 15 mm > 5,6 mm …… (Memenuhi)
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 28
5.5 Perencanaan Balok Melintang
A C RAA
B
RB 7,2
m
L = 1,8 m
λ = 3m Keterangan A dan B perletakan sederhana (balok memanjang dihubungkan simple connection kebalok melintang) Mutu Baja BJ – 37
fy fu
= =
240 mpa 370 mpa
Direncanakan balok dengan profil
WF 150x150x10x7
b
=
15
cm
tf
=
1
cm
h
=
15
cm
tw
=
0,7
cm
3
zx
=
239,58
cm
zy
=
114
cm3
Sx
=
219
cm3
Sy
=
75
cm3
Ix
=
1640
cm4
Iy
=
563
cm4
ix
=
6,39
cm
iy
=
3,8
cm
A
=
40,14
cm2
W
=
32
kg/m
5.5.1 Pembebanan Faktor beban a. Baja b. Beban mati tambahan c. Beban Hidup
= 1,1 …. RSNI T-02-2005 tabel 2 = 2 …. RSNI T-02-2005 tabel 4 = 11,8 …. RSNI T-02-2005 tabel 16
Beban Mati
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 29
Balok Melintang
=
Plat Baja
=
Blok Memanjang
=
= 34,661 Kg/m
× ×
× ×
×
×
= 1813,35 Kg/m 1 =
105,03 Kg/m+
QD =
1953,04 Kg/m
/ 1
QD =
19,53
KN/m
A C RAA
RB 7,2
B
m
L = 1,8 m Beban merata (qd) = 15,8 KN/m MD VD
= = = =
1/8 x Qm x L2 7,9 KNm 1/2 x Qm x L 18 KN
Beban Hidup ( Live Load ) Beban Pejalan Kaki
….. RSNI T-02-2005 pasal 6.9
λ
= 3m
Q pejalan
= 5 Kpa
Q pejalan
= 500 kg/m2 x λ x KuTP = 2700 Kg / m = 27 KN / m
= 500 Kg/m2
Beban Terpusat Roda 2 ….. ( Pedoman Perancanaan & Pelaksanaan Kontruksi Jembatan Gantung untuk Pejalan Kaki ) P = 20 KN x KuTP
P = 36 KN ; KuTP = 1,8
Momen maksimum terjadi pada saat beban terletak di tengah-tengah bentang P
Q
Pejalan
L = 1,8 m
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 30
P motor
Q pejalan
Gp Momen Maksimum ML
= ×
×
1 8
= × 27
+ × /
× L 1 ) + × 36 4
× (1,8
× 1,8
= 10,935 KNm + 16,2 KNm = 27,135 KNm
= 2713,5 Kgm
Gaya geser maksimum terjadi pada saat beban terletak dekat perletakan P Motor
Q Pejalan
L = 1,8 m P Motor
VL
= =
1 × × + 2 1 × 27 × 1,8 2
Q Pejalan
+ 36
= 24,3 KN + 36 KN = 60,3 KN = 6030 Kg Momen dan Geser Maksimum Mu
= MD + ML = 7,9 KNm + 27,1 KNm = 35 KNm
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 31
Vu
= VD + VL = 18 KN + 60,3 KN = 78,3 KN
5.5.2 Kontrol Kekuatan Balok Kontrol Penampang ● Kontrol Local Buckling Pelat Badan λ < λp
Pelat Sayap λ < λp
Penampang Profil Kompak, maka Mn = MP ● Kontrol Lateral Buckling Lp
=
Lp
=
MP ФMn
1.76 x ry 1905.26
= fy x Zx
Vu
mm
Bentang Pendek
= 574980 Kgcm = 5749,8 Kgm
= 0,9 Mp = 0,9 x 5749,8 Kgm = 5174,82 Kgm
ФMn > Mu
Lb
direncanakan : = 600 mm
5174,82 Kgm > 3500 Kgm ( Memenuhi )
Kontrol Kuat Geser = 75 KN
ФVn = Ф x 0,6 x fy x Aw = 136000 N = 136 KN ФVn > Vu
136 KN > 78,3 KN
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
( Memenuhi )
Page 32
Kombinasi Geser Lentur
Syarat : Ф ,
+ 0,625
Ф ,
+ 0,625 × 1
≤
1,375
≤
1,375
≤
1,375
( Memenuhi )
Kontrol Lendutan
Beban Kondisi Layan Beban Mati Balok Melintang
= Wbalok
= 31,51 Kg/m
Balok Memanjang
= Wbalok
= 95,5 Kg/m
Plat Baja
=
×
×
= 1648,5 Kg/m
QD =
+
1775,5 Kg/m
= 17,75
KN/m
Beban Hidup ( Live Load ) Beban Pejalan Kaki
….. RSNI T-02-2005 pasal 6.9
λ
= 3m
Q pejalan
= 5 Kpa
Q pejalan
= 500 kg/m2 x λ = 1750 Kg / m = 17,5 KN / m
= 500 Kg/m2
Beban Terpusat Roda 2 ….. ( Pedoman Perancanaan & Pelaksanaan Kontruksi Jembatan Gantung untuk Pejalan Kaki )
P = 20 KN (Merata + Terpusat )
Lendutan yang terjadi =
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
5 × 384
×
+
1 × 48
×
Page 33
= 0,95 mm + 0,741 mm = 1,7mm Lendutan ijin ijin =
×L = = 0,9 × 1800 cm ==0,99 cm mm > 1.7 mm …… (Memenuhi)
5.6 Perencanaan Sambungan Balok Melintang dan Balok Memanjang
Data Perencanaan Data Baut L Mu Vu
=
3000
= =
mm
fuf =
825 KN
n
=
2
32276,2 kgm
d
=
20 mm
Ae
= 225 mm2
3019,14 kg
kr
=
0,4
Ao
= 314 mm2
tp
=
6 mm
As
= 245 mm2
Data Baja balok BJ - 37 Fy =
240 Mpa
Fup =
370 Mpa
Perhitungan jarak baut (SNI 03-1729-2002 pasal 13.4) 3.db
2252 kN
6823,6 kN
>
2252 Kn............(OK)
Kontrol Momen Interaksi =
2252 = 6823,601
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
3.030
>
0.2
.............(pakai persamaan 1)
Page 49
θ
6823,601
Persamaan 1 :
θ
+
8 . 9
+
.
= 0,6
Persamaan 2 :
≥ 0,2
θ
≤ 1,0
0,4
=
2 = 0,6 1
0,4
+
2. θ
.
0,49 = 665,55
< 0,2
θ .
+
≤ 1,0 .
0.600
417,6 mm ................(OK)
Maka dipasang Ldb = 500mm 5.10.6 Perencanaan Sambungan Portal Portal adalah konstruksi yang menerima gaya angin dan gaya gempa, berfungsi memperkaku portal arah melintang. Sebagai balok dipakai WF 400x400x28x18 dan untuk bracing dipakai profil L 100x100x10. Gaya gaya dalam struktur portal didapatkan dari hasil analisa SAP 2000. Direncanakan Baut : M16 (Tabel 11 SNI T-03-2005) Ac = 144 mm2
; Ao = 201 mm2
; As = 157 mm2
Fuf = 95 Mpa (Tabel 2 SNI T-03-2005) Kr = 1 (Tabel 12 SNI T-03-2005) Θ = 16 mm
Kuat Geser Nominal Baut Vf = 0,62 . fuf . kr . (nn . Ac + nx . Ao) = 0,62 x 95 x 1 x (2 x 144 +2 x 201) = 33926,4 N
Kuat Tumpu Nominal Pelat Lapis Direncanakan tebal pelat : 10 mm fup = 825 Mpa
; ae = 1,5 d = 24 mm
Vb = 3,2 . df . tp . fup
= 3,2 x 16 x 10 x 825 = 422400 N
Vb = ae . tp . fup
= 24 x 10 x 825
= 198000 N
Diambil yang kritis : 198000 N
Dari perhitungan kuat geser nominal dan kuat tumpu nominal diambil yang paling kritis yaitu : 33926,4 N
Jembatan Gantung Pejalan Kaki
Page 54
Perhitungan Jumlah Baut
Gaya pengaku pyloon horizontal terbesar = 108780 N (tarik)
Nu ØRn
N =
==
108780 33926.4
n = 5 buah
Pemasangan Baut S1 = 40 mm U = 60 mm Syarat jarak baut ke tepi (S1) 1,5 db
