Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 1

Evaluasi Kekuatan Struktur Atas Jembatan Gandong Kabupaten Magetan Dengan Pembebanan BMS 1992

Rosyid Kholilur R 1 1 adalah Dosen Fakultas Teknik Universitas Merdeka Madiun

Abstract

Gandong bridge located in Magetan regency. This bridge class changed from BM 70 to BM 100. Structural bridge evaluation must be done to know the strength. This research focused to evaluation of beam strength based on BMS 1992. Field observation result show quality of conrete K350 and steel BJ 37. Analysis result indicated that plate structure was strong enough, shear stress of beam enough but bending stress not enough. Deflection of beam more than allowance deflection. Structural evaluation result indicated that structure must be strengthened.

Keyword : evaluation, stress, deflection

Pendahuluan Jembatan sebagai bagian dari jalan

merupakan salah satu prasarana transportasi yang berfungsi untuk menghubungkan suatu ruas jalan yang terputus / terhalang oleh sungai, rawa, jurang, lembah, selat dan lain sebagainya, sehingga dalam hal ini jembatan mempunyai peranan yang sangat penting untuk turut menentukan kelancaran transportasi.

Jembatan Gandong berada di pusat kota Magetan yang menghubungkan antara pusat pemerintahan, pendidikan dan perdagangan merupakan jalur vital dan padat. Sebelah selatan sungai atau jembatan merupakan pusat pemerintahan dan pendidikan, sedangkan sebelah utara jembatan merupakan pusat perbelanjaan berupa pasar, pertokoan dan Bank. Jembatan tersebut dibangun pada jaman penjajahan Belanda kurang lebih tahun 1895, bangunan bawah menggunakan pondasi langsung pasangan batu merah dengan tinggi pilar 20 m, dan bangunan atas bentang 11,4+12+11,8m, lebar 3m,.menggunakan gelagar baja INP dengan lantai kayu

Pada tahun 1975 Pemerintah Kabupaten Magetan melakukan Rehabilitasi berupa Pelebaran dan penggantian gelagar dan lantai kayu menjadi Komposit gelagar baja INP dan lantai beton bertulang, panjang

jembatan tetap sedangkan lebar menjadi 2+8+2m. Beban standar yang digunakan mengacu kepada peraturan yang berlaku pada saat itu, yaitu BM 70.

Seiring berjalannya waktu, terjadi laju pertumbuhan pembangunan dan ekonomi yang mengakibatkan aktivitas masyarakat meningkat dan peningkatan pergerakan arus lalu lintas. Jumlah LHR pada ruas jalan jembatan Gandong adalah 1.148 SMP. Peningkatan jalan dengan overlay juga menambah beban mati yang dipikul oleh gelagar dan bangunan bawah sehingga saat ini bangunan atas (gelagar baja) jembatan tersebut mengalami lendutan sebesar 5 cm lebih besar dari lendutan yang diijinkan 1/300 L = 4 cm. Kondisi demikian mendasari Pemerintah Kabupaten Magetan untuk meningkatkan kelas Jalan dan Jembatan sesuai peraturan yang berlaku saat ini yaitu dengan beban standar BM 100. Oleh karena itu, perlu dilakukan evaluasi kapasitas existing struktur atas jembatan.

Tujuan a. Mengetahui seberapa besar

kapasitas struktur atas Jembatan Gandong terhadap rencana peningkatan kelas jalan dan jembatan.

Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 2

b. Memberikan rekomendasi jenis perkuatan bangunan atas.

Metodologi Metode yang dilakukan untuk pembahasan studi ini adalah sebagai berikut : 1. Mengumpulkan data yang diperlukan

antara lain : a. Data primer

Data primer diperoleh melalui pengamatan dan survey di lapangan, data yang diperlukan adalah sebagai berikut : Panjang bentang, lebar jembatan,

dimensi, dan jarak besi gelagar Baja

Pengukuran lendutan dan elevasi dengan pesawat waterpas

Pengujian mutu beton lantai jembatan dengan Hammer Test

Dokumentasi (foto) b. Data sekunder

Data sekunder ini merupakan data yang diperoleh dari instansi yang terkait, dalam hal ini adalah Dinas Pekerjaan Umum Kabupaten Magetan. Data-data yang diperlukan antara lain sebagai berikut : Peta ruas jalan kabupaten Gambar pelaksanaan

2. Mengadakan konsultasi dengan instansi terkait (Dinas Pekerjaan Umum Kabupaten Magetan)

3. Studi literatur 4. Melakukan analisis 5. Memberikan kesimpulan studi dari hasil

analisis.

Perkembangan Peraturan Perencanaan Pada awal tahun 1970, peraturan

untuk perencanaan teknik jembatan dirasa sangat kurang karena hanya ada Peraturan Muatan Indonesia (PMI 1970) yang tidak secara khusus diperuntukkan dalam perencanaan jembatan. Dan oleh karena itu para perencana jembatan menggunakan peraturan dari negeri asing seperti AASHTO, British standart, Japan Road association.

Pada tahun 1971 dikeluarkan Peraturan Beton Indonesia (PBI 1971) untuk perencanaan gedung dan pada saat itu secara terbatas dipakai juga untuk merencanakan konstruksi jembatan.

Pada dekade 80-an kelas beban rencana jembatan hanya dikenal satu kelas yaitu BM 100% untuk jembatan permanen dan BM 70% untuk jembatan semi permanen. Upaya pembuatan peraturan perencanaan jembatan secara lengkap baru terlaksana pada tahun 1989 melalui kerjasama dengan pemerintah Australia selama kurun waktu 3 tahun tidak kurang dari 17 modul yang dihasilkan. Keseluruhan modul tersebut diperuntukkan untuk mencakup semua kegiatan penanganan jembatan mulai dari kegiatan manajemen dan operasional jembatan termasuk juga peraturan perencanaan jembatan.

Peraturan perencanaan jembatan ini dikenal dengan Bridge Manajemen System, BMS 1992 menggunakan pendekatan analisa kekuatan batas (limit state)

Lebar Jembatan Sesuai Peraturan Muatan Bina Marga No. 12/1970 ( Bina Marga Loading Spec.) lebar jembatan ditentukan sebagai berikut : a.) Untuk 1 jalur lebar jembatan Minimum : 2,75 m. Maximum : 3,75 m. b.) Untuk 1 jalur lebar jembatan Minimum : 5,50 m. Maximum : 7,50 m. c.) Lebar trotoar umumnya berkisar antara

1,00 m 1,5 m d.) Lebar kerb : 0,50 m. e.) Lebar jalan untuk lalu lintas lambat :

2,5 m.

Kelas Jembatan Jembatan yang di desain dengan mempergunakan pembebanan Bina Marga : Sebesar 100 % Kelas standard Sebesar 70 % Kelas di bawah standard Sebesar 50 % Kelas standard rendah Pembagian kelas jembatan sementara waktu ini ditetapkan sebagai berikut ;

Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 3

Tabel 1. Kelas Jembatan Kelas Lebar ( m ) % Pembebanan

A B C

1,00 + 7,00 + 1,00 0,50 + 6,00 + 0,50 0,50 + 3,50 + 0,50

100 % pembebanan BM 70 % pembebanan BM 70 % pembebanan BM

Pembebanan Beban yang di perhitungkan pada analisa pembebanan dilakukan sesuai dengan kondisi jembatan. misalnya jembatan yang berada pada alinemen lurus tidak perlu memperhitungkan gaya sentrifugal, Beban - beban yang di perhitungkan tersebut di kombinasikan sesuai kombinasi beban. 1). Beban Permanen.

a. Berat sendiri b. Beban mati tambahan c. Tekanan tanah

2). Beban Lalu Lintas a. Beban kendaraan rencana b. Beban lajur D c. Beban Truk T d. Faktor beban dinamis e. Gaya rem f. Beban pejalan kaki

3). Beban Lingkungan a. Gaya angin b. Pengaruh gempa

4). Aksi Aksi Lainya

a. Gesekan pada perletakan Penerapan beban untuk analisis bangunan atas terdiri dari : 1. Beban permanen Berat plat lantai kendaraan Berat lapisan aspal Berat air hujan dengan asumsi genangan

5 cm 2. Beban Lalu - Lintas A. Beban Lajur D ( TTD )

Beban lajur D terdiri dari Uniformly Distributed Load (UDL) atau beban tersebar merata dan Knife Edge Load ( KEL ) atau beban garis. Beban UDL mempunyai intensitas q kPa dimana besarnya q tergantung pada panjang total yang dibebani (L) sebagai berikut: L 30 m : q = 8 KPa L > 30 m : q = 8 ( 0.5 + 15 / L ) KPa dimana L = panjang total UDL yang bekerja pada jembatan.

3 02 01 04

1 0

8

6UD

L (kP

a)

1 1 0P an ja n g B e n tan g ( M )

7 06 05 04 0 1 0 09 08 0

Gambar 1. Beban D UDL vs Panjang yang dibebani

Pada konstruksi jembatan menerus, UDL mungkin harus dipecah pecah menjadi panjang panjang tertentu untuk mendapatkan pengaruh maximum seperti gambar 1.

Dalam beban garis KEL dengan intensitas P ton harus ditempatkan tegak lurus dari arah lalu - lintas pada jembatan, dan besarnya intensitas P adalah 44 KN/M. Gabungan beban UDL dan KEL seperti terlihat pada gambar 2.

Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 4

Arah Lalu - Lintas

90

Intensitas Beban UDL (q) kPa

Intensitas Beban KEL (P) KN/m

Gambar 2. Beban Lajur D

Penyebaran Beban D Untuk mendapatkan momen dan gaya lintang yang maximum maka beban D yang terdiri dari UDL dan KEL harus disusun sedemikian rupa. Pada arah melintang, bila lebar jalur kendaraan jembatan kurang atau sama dengan 5,5 m, maka beban D harus ditempatkan pada seluruh jalur dengan intensitas 100 %. Tetapi

bila lebar jalur kendaraan jembatan lebih besar 5,5 m, beban D harus ditempatkan pada dua lajur lalu - lintas rencana yang berdekatan dengan intensitas 100 %. Sehingga hasilnya adalah 5,5 m x q kPa untuk beban UDL dan 5,5 m x P KN/M untuk beban KEL. Tambahan harus ditempatkan pada seluruh beban sisa dari jalur dengan intensitas sebesar 50%.

Gambar 3. Penyebaran pembebanan D pada arah Melintang ( dua dimensi)

Gambar 4. Penyebaran pembebanan D pada arah Melintang

B. Beban hidup, Beban T ( TTT ) Beban T adalah beban yang merupakan kendaraan truk semi trailer seperti pada

Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 5

gambar 5 yang mempunyai beban pada roda sebesar 100 KN, jarak antar as dapat diubah ubah antara 5m 9m untuk mendapatkan

pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan.

5m - 9m

200 K N50 K N

25 K N

25 K N

125m m

125m m

200m m

200m m

500m m

500m m

200m m

200m m

100 K N

100 K N

4m2 ,75m

200 K N

200m m100 K N

100 K N

500m m

500m m200m m

2,75

0 ,5 0,51,75

Gambar 5. Beban Truk T

Pada arah melintang, Terlepas dari panjang dan susunan bentang, hanya ada satu kendaraan truk T yang bisa ditempatkan pada satu lajur lalu lintas rencana dan ditempatkan ditengah tengah lajur lalu lintas rencana. Lajur lalu lintas rencana bisa ditempatkan dimana saja pada lajur jembatan untuk mendapatkan pengaruh yang maksimum.

Data dan Pembahasan

A. Data Primer Untuk mendapatkan data yang lebih teliti, dilakukan pengukuran langsung ke lapangan. Jarak gelagar, dimensi gelagar, bentang dan lebar jembatan. Lendutan dan tebal overlay diukur menggunakan pesawat waterpas, dan mutu beton diuji dengan hammer test. Sedangkan untuk mengetahui LHR dilakukan survey lalu lintas.

a) survey lalin b) pengukuran lendutan

c) HamMer test b) pengukuran elevasi

Gambar 6 Pengambilan data primer

Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 6

B. Data Skunder Data sekunder diperoleh dari kantor Dinas Pekerjaan Umum Kabupaten Magetan berupa gambar pelaksanaan yang dibuat pada tahun 1975, mutu besi diasumsikan berdasarkan informasi dari Dinas terkait.

Data dan Spesifikasi Bangunan Atas Dari hasil pengumpulan data Primer dan skunder diperoleh informasi data bahwa Konstruksi bangunan atas Jembatan Gandong adalah komposit gelagar baja dan lantai beton dengan spesifikasi sebagai berikut :

Konfigurasi bentang : 11,4 + 12 + 11,8 meter Lebar bangunan atas : 2 + 8 + 2 meter Gelagar Baja : INP 45 jarak 1 metetr jumlah 11 buah Lantai : beton bertulang K 350 tebal 20 cm Tebal aspal + overlay : 15 cm Lendutan yang terjadi : 5,1 cm Tinggi pilar : 20 meter

Analisa Kapasitas Existing Bangunan Atas (Komposit Baja dan Beton) Menentukan Lebar Flens Efektif ( bef ) BMS pasal 6.5.7.2. halaman 6-46. Lebar efektif dari sayap adalah harga terkecil dari :

1/5 panjang bentang jembalan ( L ) = 2,4 m Jarak gelagar ( S ) = 1,0 m 12 x tebal plat ( ts ) = 2,4 m

Lebar efektif diambil 1,0 m

Hasil perhitungan Momen Momen akibat beban mati = 17,9 tm Momen akibat beban UDL dan KEL = 65,76 tm Momen akibat beban roda kendaraan = 11,627 tm (menentukan) Momen total = 129,54 tm

Gaya Lintang Gaya lintang akibat beban mati = 5,97 tm Gaya lintang akibat beban UDL dan KEL = 15,76 tm Gaya lintang akibat beban roda kendaraan = 24,21 tm (menentukan) Gaya lintang total = 30,18 tm

Konrol Tegangan

Gambar 7 Penampang gelagar Komposit

HY1

Y2

bef / n

b

dc

ds

tlb

bef

Lantai beton

Cg

h

Ya

Yb

ht

d

Y

Y

X X

r1 r

t

b

h

Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 7

Tegangan lentur

Teg.Pd. Btn = MU"D" . Ya

= 94,0 < 157,5 kg/cm2

n . It

Teg.Pd Baja = MU"T" . Yb

= 5014,7 > 1600 kg/cm2

It

Tegangan Geser

DU "D" = DD"T" . Sx

= 469,24 kg/cm2 < 928 kg/cm2

d . It

Dari hasil analisis tersebut, hanya tegangan geser yang memenuhi syarat, sedangkan tegangan lentur tidak memenuhi syarat karena lebih besar dari tegangan ijin. Lendutan Dari pengamatan di lapangan, lendutan yang terjadi 5 cm > Lendutan ijin 4 cm (L/300) Lendutan yang terjadi tidak memenuhi syarat keamanan, sehingga diperlukan perkuatan bangunan atas.

Kesimpulan Dari hasil evaluasi dan analisis kapasitas existing struktur atas Jembatan Gandong, dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Meningkatnya arus lalu lintas dan

Overlay jalan mengakibatkan bertambahnya beban mati dan hidup dari yang direncanakan, sehingga mengakibatkan gelagar mengalami lendutan sebesar 5 cm melebihi lendutan ijin 4 cm. Hal tersebut mendasari perlunya Rehabilitasi/pemeliharaan dan peningkatan kelas jalan dan Jembatan Gandong.

2. Kombinasi beban mati ( PMS ) dan beban Truk ( TTT ) memberikan dampak yang lebih besar dari pada kombinasi beban mati ( PMS ) dan beban lalu lintas ( TTD ) pada bangunan atas.

Tegangan lentur sebesar 5.014,7 kg/cm2 > tegangan lentur ijin 1.066,67 kg/cm2

Tegangan geser 469,24 kg/cm2 < geser ijin 928 ,00 kg/cm2

Lendutan berdasarkan analisis = 14,21 cm > lendutan ijin 4 cm

Dari hasil analisis tersebut, hanya tegangan geser yang memenuhi syarat, sedangkan tegangan lentur dan lendutan tidak memenuhi keamanan, sehingga diperlukan perkuatan bangunan atas. Saran Untuk menjaga keamanan pemakai Jalan dan Jembatan Gandong, terhadap rencana peningkatan kelas jalan dan Jembatan Gandong, disarankan sebagai berikut : Perlu pemeliharaan secara lebih intensif

terutama pengecatan gelagar baja untuk menghindari korosi.

Diperlukan perkuatan metode prategang external untuk mengembalikan camber jembatan akibat lendutan yang terjadi dan untuk memikul kelebihan beban bangunan atas.

Untuk menjaga kelestarian nilai-nilai sejarah, sebaiknya jembatan tidak dibongkar, tetapi cukup dengan Rehabilitasi dengan perkuatan.

DAFTAR PUSTAKA Departemen Pekerjaan Umum - Dirjen Bina

Marga Direktorat Bina Program Jalan, Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, Bagian 2 Beban jembatan, Bridge Management System, 1992.

Departemen Pekerjaan Umum - Dirjen Bina Marga Direktorat Bina Program Jalan, Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, Penjelasan Bagian 2 - Beban jembatan, Bridge Management System, 1992.

Manu Iqbal Agus, Dasar Dasar Perencanaan Jembatan Beton Bertulang, PT Mediatama Saptakarya, Jakarta, 1995.

Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 EVALUASI KEKUATAN. 8

Manu Iqbal Agus, Perencanaan Teknis Bangunan Atas Jembatan ( Kayu, Baja, Beton, Beton Pratekan ), PT Mediatama Saptakarya, Jakarta, 2001.

Roosseno, Jembatan Komposit sistim Pra Kompresi, Departemen Pekerjaan Umum - Direktorat Jendral Bina Marga, 1978.

Sunggono V., Buku Teknik Sipil , Nova, Bandung, 1995.