perencanaan jembatan kabel untuk pejalan kaki

1

PERENCANAAN JEMBATAN KABEL UNTUK PEJALAN KAKI

DENGAN PANJANG 379 METER

Antonius Giovanni Soewarno, Elvira, Yoke Lestyowati

1)Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak

Email : Antoniusgiovanni@student.untan.ac.id

ABSTRAK

Jembatan merupakan suatu struktur yang menghubungkan dua buah wilayah yang terpisah karena adanya

rintangan, seperti: lembah, sungai, laut, dan lain sebagainya. Di kota Pontianak sendiri, jembatan memegang

peranan yang sangat penting untuk menyambungkan dua wilayah yang terpisahkan oleh Sungai Kapuas. Kondisi

geografis Kota Pontianak yang dilalui oleh tiga sungai besar, secara alami membutuhkan pembangunan jembatan

untuk memudahkan aktivitas warga Pontianak. Sebagai kota bisnis dan perdagangan, kondisi kota Pontianak

sebenarnya juga sangat berpotensi untuk dijadikan sebagai daerah tujuan wisata. Menilik fakta bahwa destinasi

wisata di kota Pontianak masih sangat sedikit, maka rencana pembangunan jembatan sebagai salah satu upaya

menciptakan destinasi wisata baru di Pontianak merupakan hal yang cukup berpotensi. Penelitian ini akan

membahas tentang perencanaan jembatan kabel untuk pejalan kaki di atas Sungai Kapuas, dengan harapan agar

jembatan ini dapat menjadi salah satu daya tarik wisata di Pontianak. Perencanaan jembatan ini menggunakan

metode LRFD dan kombinasi pembebanan dari SNI-1725-2016, RSNI-T-03-2005 dan RSNI-T-12-2004.

Perencanaan jembatan ini juga menggunakan program SAP2000 sebagai program bantu untuk mendapatkan gaya

dalam yang terjadi pada struktur jembatan. Jembatan yang direncanakan ini merupakan jembatan untuk pejalan

kaki dengan lebar 3 m dengan tinggi ruang bebas jembatan 11 m. Geometri jembatan akan berbentuk S dengan

struktur cable-stayed di tengah bentang.

Kata Kunci : jembatan kabel, pejalan kaki, SNI-1725-2016, SAP2000.

ABSTRACT

A bridge is a structure that connects two areas that are separated because of some kind of obstacles, such as

valleys, rivers, seas, and so on. In Pontianak, a bridge has an important role to connect two areas separated by the

Kapuas River. The geographical condition of Pontianak, which is naturally traversed by three big rivers,

automatically requires so many bridge construction to support its residents activities. Considering the fact that

there are still very few tourist destinations in Pontianak, the plan to construct a bridge as a way to create a new

tourist destination in Pontianak is quite potential. This journal will discuss about the planning of a cable-stayed

pedestrian bridge over the Kapuas River, hoping that this bridge can become one of the tourist attractions in

Pontianak. The bridge designing uses the LRFD method and load combination from SNI-1725-2016, RANI-T-

03-2005 and RANI-T-12-2004. This bridge designing also uses the SAP2000 program tool to acquire the internal

forces in the bridge structure. The planned bridge is a pedestrian bridge with a width of 3 m and a free space of

11 m height. The bridge geometry will be an S-shaped with a cable-stayed structure in the middle of the span.

Keywords : cable stayed bridge, pedestrian, SNI-1725-2016, SAP2000.

2

I. PENDAHULUAN

Kota Pontianak yang merupakan ibukota

Provinsi Kalimantan Barat memiliki kondisi

geografis yang dilalui oleh tiga sungai besar yang

membagi Kota Pontianak menjadi tiga daerah.

Sayangnya, kondisi ini belum memberikan dampak

positif yang maksimal terhadap posisi Kota

Pontianak yang termasuk salah satu kota bisnes dan

perdagangan. Destinasi wisata yang masih sangat

sedikit melatar belakangi munculnya ide untuk

menjadikan Kota Pontianak sebagai daerah wisata

sekaligus tempat berolahraga dengan memanfaatkan

kondisi alami di Pontianak.

Penelitian ini akan membahas tentang

perencanaan jembatan untuk pejalan kaki di atas

Sungai Kapuas dengan tujuan agar keindahan

panorama dari Sungai Kapuas dapat dinikmati dari

atas, dengan harapan agar jembatan ini dapat

menjadi salah satu tempat wisata baru yang dapat

menjadi daya tarik Kota Pontianak. Keunikan dari

jembatan ini yaitu memiliki bentang panjang dengan

struktur yang estetik berupa jembatan kabel.

Gambar 1. Layout jembatan kabel

Gambar 2. Tampak potongan melintang Jembatan

Gambar 3. Tampak potongan memanjang jembatan

Dalam pengerjaan penelitian ini ada beberapa

tujuan yang ingin dicapai diantaranya sebagai berikut:

1. Penulis dapat merencanakan struktur jembatan

kabel yang kokoh di atas Sungai Kapuas di Kota

Pomtianak.

2. Penulis dapat melakukan proses perencanaan

elemen-elemen struktur yang efesien dan

memenuhi persyaratan yang berlaku.

Karena hal yang akan dibahas dalam penelitian

memiliki tingkat kompleksitas yang tinggi, maka

permasalahan akan dibatasi pada:

1. Perencanaan ini hanya membahas tentang struktur

dari jembatan.

2. Perencanaan ini tidak mencakup anggaran biaya

maupun manajemen konstruksi.

3. Perencanaan ini tidak terlalu memperhitungkan

lalu lintas air di sekitar lokasi perencanaan.

Pembebanan

Berdasarkan SNI – 1725 –2016, aksi-aksi (beban,

perpindahan, dan aksi lainnya) yang berpengaruh

terhadap jembatan dikelompokkan menurut

sumbernya ke dalam beberapa kelompok, yaitu: berat

permanen, beban lalu lintas, dan aksi lingkungan.

Yang termasuk dalam aksi tetap adalah beban mati

jembatan yang terdiri dari berat masing-masing

bagian struktural dan elemen-elemen non-struktural.

Tiap-tiap berat komponen ini harus dianggap sebagai

aksi yang terintegrasi pada waktu menentukan faktor

beban biasa dan yang terkurangi. Seorang perencana

harus menggunakan kebijaksanaannya di dalam

menentukan komponen-komponennya.

Berat sendiri dari bagian bangunan adalah berat

dari bagian tersebut dan komponen-komponen

struktural lain yang ditahannya. Yang termasuk dalam

hal ini seperti berat bahan dan bagian jembatan yang

merupakan komponen struktural, ditambah dengan

komponen non-struktural yang dianggap tetap.

Berat dari bagian-bagian bangunan tersebut adalah

massa dikalikan dengan percepatan gravitasi g.

Percepatan gravitasi yang digunakan dalam standar ini

adalah 9,8 m/detik2. Besarnya kerapatan masa dan

berat isi untuk berbagai macam bahan diberikan dalam

Tabel 1.

Tabel 1. Berat isi untuk beban mati

(Sumber : SNI 1725-2016)

3

Pada umumnya beban lalu lintas dalam

perencanaan jembatan ada dua, yaitu beban lajur

"D" dan beban truk "T". Tetapi karena dalam

penelitian ini yang direncanakan adalah jembatan

untuk pejalan kaki sehingga beban lalu lintas yang

dihitung adalah pembeban untuk pejalan kaki.

Semua komponen trotoar yang memiliki lebar

lebih dari 600 mm harus direncanakan untuk

memikul beban pejalan kaki dengan besar 5 kPa dan

dianggap bekerja di waktu yang sama dengan beban

kendaraan pada tiap-tiap jalur kendaraan.

Tekanan angin yang dimaksud pada pasal ini

diasumsikan terjadi oleh angin rencana dengan

kecepatan dasar (VB) sebesar 90 hingga 126 km/

jam.

Beban angin harus diasumsikan terbagi secara

merata pada permukaan yang terkena oleh angin.

Luas area yang dimaksud adalah luas area dari

semua komponen, termasuk bagian dari sistem

lantai dan railing yang diambil tegak lurus terhadap

arah angin. Arah angin harus di ambil dari berbagai

arah untuk mendapatkan pengaruh yang paling

berbahaya terhadap struktur jembatan atau

komponen-komponennya. Luasan yang tidak tidak

terkena angin dapat diabaikan dalam perencanaan.

Untuk jembatan atau bagian jembatan yang

berada di elevasi lebih tinggi dari 10000 mm diatas

permukaan tanah atau permukaan air, kecepatan

angin rencana (VDZ) harus dihitung dengan rumus

berikut:

𝑉𝐷𝑧 = 2,5 𝑉0 (𝑉10

𝑉𝐵) ln (

𝑍

𝑍0) (1)

dimana:

VDZ adalah kecepatan angin rencana pada elevasi

rencana Z (km/ jam)

V10 adalah kecepatan angin pada elevasi 10000

mm diatas permukaan tanah atau permukaan

air rencana (km/ jam)

VB adalah kecepatan angin rencana yang besarnya

90 hingga 126 km/ jam bekerja pada elevasi

1000 mm

Z adalah ketinggian struktur diukur dari

permukaan tanah atau dari permukaan air

dimana beban angin dihitung (Z > 10000 mm)

V0 adalah kecepatan gesekan angin, yang

merupakan ciri-ciri meteorologi, sebagaimana

sudah ditentukan dalam tabel 2.4, untuk

berbagai macam tipe permukaan di hulu

jembatan (km/ jam)

Z0 adalah panjang gesekan di hulu jembatan, yang

merupakan ciri-ciri meteorologi, ditentukan

pada tabel 2.4 (mm)

V0 dapat diperoleh dari:

- grafik kecepatan angin dasar untuk berbagai

periode ulang.

- survei angin pada lokasi jembatan, dan.

jika tidak ada data yang lebih baik, perencana

dapat mengasumsikan bahwa V10 = VB = 90 s/d

126 km/ jam.

Tabel 2. Nilai V0 dan Z0 untuk berbagai variasi

kondisi permukaan hulum(Sumber : SNI

1725-2016)

Jika kondisi di sekitar lokasi perencanaan

memungkinkan, perencana bisa menggunakan

kecepatan angin rencana dasar yang berbeda untuk

kombinasi pembebanan yang tidak melibatkan

kondisi beban angin yang bekerja pada kendaraan.

Jika tidak ada data yang lebih tepat, tekanan angin

rencana dalam MPa dapat ditetapkan dengan

menggunakan persamaan sebagai berikut:

𝑃𝐷 = 𝑃𝐵(𝑉𝐷𝑍

𝑉𝐵)2 (2)

dimana:

PB adalah tekanan angin dasar seperti yang

ditentukan dalam tabel 3.

Tabel 3. Tekanan angin dasar

(Sumber: SNI 1725-2016)

Gaya total beban angin tidak boleh diambil lebih

kecil dari 4,4 kN/ mm pada area tekan dan 2,2 kN/

mm pada area hisap pada struktur rangka dan

pelengkung, serta tidak lebih kecil dari 4,4 kN/ mm

pada balok atau gelegar.

Perencanaan Batang Tarik

Batang tarik dapat diartikan sebagai batang-

batang dari suatu struktur yang mampu menahan

gaya tarik yang bekerja searah dengan sumbunya.

Batang tarik biasanya terdapat pada struktur baja

sebagai batang pada elemen struktur penggantung,

rangka batang (jembatan, atap dan menara). Selain

batang penggantung, batang tarik dapat berupa

batang sekunder seperti batang untuk pengaku

sistem lantai rangka batang atau untuk penumpu

antara sistem dinding berusuk (bracing).

Batang tarik harus memenuhi persamaan:

Untuk kekuatan tarik pada penampang bruto:

𝑃𝑛 = 𝐹𝑦 . 𝐴𝑔 (3)

Untuk keruntuhan tarik pada penampang neto:

4

𝑃𝑛 = 𝐹𝑢 . 𝐴𝑒 (4)

𝐴𝑒 = 𝑈 . 𝐴𝑛 (5)

Berdasarkan RSNI T-03-2005 nilai U adalah:

𝑈 = 𝑙 – (𝑥/ 𝐿) (6)

dimana:

Pn adalah kekuatan tarik nominal

Ae adalah luas neto efektif (mm2)

An adalah luas neto (mm2)

Ag adalah luat bruto (mm2)

Fy adalah tegangan leleh baja (MPa)

Fu adalah kekuatan tarik baja (MPa)

A adalah luas penampang (mm2)

x adalah eksentrisitas sambungan, jarak tegak

lurus arah gaya taris, antara titik berat

penampang komponen yang disambung dengan

bidang sambungan (mm)

L adalah panjang sambungan dalam arah gaya tarik,

maksudnya jarak antara dua baut terjauh pada

daerah sambungan atau panjang las dalam arah

gaya tarik (mm)

Menurut RSNI T-03-2005 desain kekuatan batang

tarik harus memenuhi persamaan:

𝑃𝑢 ≤ Ø . 𝑃𝑛 (7)

dimana:

Pu adalah kuat tarik terfaktor

Ø adalah faktor reduksi, menurut RSNI T-03-2005

besarnya 0,90 untuk leleh tarik dan 0,75 untuk

keruntuhan tarik.

Perencanaan Batang Tekan

Batang tekan dapat diartikan sebagai batang dari

suatau rangka batang atau elemen pada kolom

bangunan gedung yang menerima gaya tekan yang

bekerja searah panjang batang. Batang tekan

umumnya terdapat pada stuktur jembatan rangka

baja, rangka kuda-kuda atap, rangka menara/ tower,

dan kolom pada rangka portal bangunan gedung.

Batang tekan harus memenuhi persamaan:

𝑃𝑢 ≤ Ø . 𝑃𝑛 (8)

dimana:

Pu adalah kuat tekan terfaktor

Ø adalah faktor reduksi, menurut RSNI T-03-2005

besarnya 0,85 untuk kuat tekan aksial

Pn adalah kuat tekan nominal

Untuk kelangsingan elemen penampang (λ) < λr bisa

dilihat pada tabel 4.

Tabel 4. Perbandingan maksimum lebar terhadap

tebal untuk komponen tekan (Sumber :

RSNI-T-03-2005)

Kuat tekan nominal besarnya didapat dari

persamaan berikut:

𝑃𝑛 = (0,66𝜆𝑐2) 𝐴𝑔 . 𝐹𝑦, 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝜆𝑐 ≤ 1,5(9)

𝑃𝑛 = (0,88)

𝜆𝑐2 𝐴𝑔 . 𝐹𝑦, 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝜆𝑐 ≥ 1,5

(10)

𝜆𝑐 = 𝜆

𝜋 √

𝐹𝑦

𝐸

(11)

𝜆 = 𝐾𝑐 . 𝐿

𝑟

(12)

5

Perencanaan Sandaran

Perencanaan sandaran jembatan penyebrangan

untuk pejalan kaki harus memenuhi beberapa

persyaratan sebagai berikut:

1) Sandaran jembatan penyeberangan untuk pejalan

kaki memiliki tinggi minimum setinggi 1,35 m

yang dihitung mulai dari permukaan lantai

sampai dengan tepi atas sandaran.

2) Setiap batang sandaran harus diasumsikan untuk

mampu memikul gaya vertikal dan horizontal

yang bekerja secara bersamaan sebesar 0,75

kN/m.

3) Tipe sandaran bentuknya dapat dipilih salah satu

dari gambar yang ada pada gambar 2.21, yaitu :

➢ Tiang sandaran dari pipa logam dengan jumlah 3

batang sandaran dari pipa logam.

➢ Tiang sandaran dari pipa logam dengan jumlah 2

batang sandaran dari pipa logam.

Tiang sandaran dari alumunium alloy terletak

diatas beton dengan 2 batang sandaran dari pipa

logam.

Gambar 4. Sandaran jembatan pejalan kaki

(Sumber: Tata cara perencanaan

jembatan penyeberangan untuk

pejalan kaki di perkotaan)

4) Pada jembatan penyeberangan yang melintas di

atas jalan raya dengan lalu lintas kecepatan

tinggi, struktur sandaran harus berfungsi sebagai

dinding pengaman yang dilapisi kawas kasa # 12

x 12 mm serta tinggi minimum 3,00 m.

5) Jika panjang jembatan lebih besar dari 40 m,

jembatan harus dipasang pelindung terhadap

panas matahari dan hujan.

6) Bahan untuk struktur sandaran dan pelindung

harus memenuhi tabel 5.

Tabel 5. Persyaratan bahan sandaran (Sumber:

Tata cara perencanaan jembatan

penyeberangan untuk pejalan kaki di

perkotaan)

Perencanaan Pondasi

Perencanaan yang akan dipakai dalam

pengerjaan perencanaan pondasi jembatan ini akan

dipilih menggunakan pondasi tiang pancang.

Dengan urutan perhitungan :

Daya dukung satu tiang dicari dengan metode

Briaud:

𝑄𝑝 = 𝑞𝑝 . 𝐴𝑝 (13)

𝑄𝑠 = 𝑓𝑠 . 𝐴𝑠 (14)

𝑄 = 𝑄𝑝 + 𝑄𝑠

𝑆𝐹 (15)

dimana :

Qp adalah tahanan ujung tiang

Qs adalah tahanan geser selimut tiang

Q adalah total tiang

Menentukan jarak antar tiang dalam kelompok:

𝑠 ≥ 2,5 𝐷 (16)

𝑠 ≤ 3 𝐷 (17)

Rumus Converse – Labarre:

𝜂 = 1 − 𝜃

90 [

(𝑛−1)𝑚+(𝑚−1)𝑛

𝑚 . 𝑛] (18)

dimana:

η adalah effisiensi tiang pancang

Gambar 5. Bagan Alir Metodologi

6

II. HASIL DAN PEMBAHASAN

Perencanaan Pelat Lantai Jembatan

Pembebanan pelat lantai kendaraan

direncanakan dengan SNI – 1725 – 2016 dengan

faktor pembebanan γMS = 1,2 (untuk beton pracetak).

Pada perencanaan pelat lantai jembatan perhitungan

pembebanan detail sebagai berikut :

• Perhitungan beban mati :

Berat sendiri pelat (qmati) = tebal pelat x γbeton

= 0,15 x 25 kN/m3

= 3,75 kN/m2

• Perhitungan beban hidup :

Berdasarkan SNI – 1725 – 2016 lantai

kendaraan harus direncanakan untuk memikul beban

pejalan kaki dengan intensitas 5 kPa atau 5 kN/m2.

Perhitungan momen pada lantai jembatan

dilakukan dengan bantuan program SAP2000

dengan hasil sebagai berikut :

Gambar 6. Momen di tengah bentang (Sumber:

Analisa SAP2000)

Gambar 7. Momen di tepi bentang (Sumber:

Analisa SAP2000)

Dalam perencanaan penulangan lantai jembatan,

berikut adalah data – data yang diketahui :

Mutu beton (fc’) : 30 MPa

Mutu baja (fy) : 390 MPa

Tebal Pelat (H) : 150 mm

Tebal Selimut (p) : 40 mm

Diameter tulangan (D) : D-13

Tinggi efektif (d) = H – p – 0,5 D

= 150 – 40 – 0,5 x 13

= 103,5 mm

Momen di tengah bentang : 9,50 kNm

Momen di tepi bentang : 13 kNm

Momen yang digunakan :

Momen di tengah bentang :

= 9,50 kNm + momen torsi di tengah bentang

= 10 kNm = 107 Nmm

Momen di tepi bentang :

= 13 kNm – momen torsi di tepi bentang

= 15 kNm = 1,5 x 107 Nmm

ρmin = 0,0018

ρmax = 0,75 x ρb

= 0,75 x (0,85 𝑥 𝛽 𝑥 𝑓𝑐′

𝑓𝑦 (

600

600+𝑓𝑦)) = 0,0252

Perhitungan tulangan untuk di tengah bentang

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓𝑐′ = 15,294

Rn = 𝑀𝑢

0,85 𝑥 𝑏 𝑥 𝑑2 = 1,1

ρperlu = 1

𝑚 ( 1 - √1 -

2 𝑥 𝑅𝑛

0,85 𝑥 𝑓𝑐′ ) = 0,00288

Karena ρperlu = 0,00288 > ρmin = 0,0018 sehingga

untuk perhitungan selanjutnya digunakan ρ = ρperlu =

0,00288.

Asperlu = ρ x b x d = 298,51 mm2

Atulangan = ¼ x π x D2 = 132,66 mm

Stulangan = 𝐴𝑡𝑢𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛

𝐴𝑠𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢 x 1000 = 444,41 ≈ 200 mm

Dari analisa perhitungan diatas didapatkan bahwa

tulangan yang akan dipakai pada tengah bentang

lantai jembatan adalah D13-200 mm.

Perhitungan tulangan untuk di tepi bentang

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓𝑐′ = 15,294

Rn = 𝑀𝑢

0,85 𝑥 𝑏 𝑥 𝑑2 = 1,647

ρperlu = 1

𝑚 (1 - √1 -

2 𝑥 𝑅𝑛

0,85 𝑥 𝑓𝑐′) = 0,00437

7

Karena ρperlu = 0,00437 > ρmin = 0,0018 sehingga

untuk perhitungan selanjutntya digunakan ρ = ρperlu

= 0,00437.

Asperlu = ρ x b x d

= 452,2 mm2

Atulangan = ¼ x π x D2

= 132,66 mm2

Stulangan = 𝐴𝑡𝑢𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛

𝐴𝑠𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢 x 1000

= 293,37 ≈ 200 mm

Dari analisa perhitungan diatas didapatkan bahwa

tulangan yang akan dipakai pada tepi bentang lantai

jembatan adalah D13-200 mm.

Perencanaan Gelegar Rangka

1) Beban Mati

Pembebanan beban mati mengacu pada SNI –

1725 – 2016, beban mati yang diperhitungkan

antara lain;

Berat pipa sandaran :

Ppipa = (jarak antar tiang sandaran – lebar

tiang sandaran) x berat pipa = 4,61 kg

Berat tiang sandaran :

Ptiang = tinggi tiang x berat tiang = 13,34 kg

Berat pelat lantai :

Ppelat = dimensi pelat x γbeton = 3375 kg

Di dalam pemodelan berat pelat sudah terinput

secara otomatis sehingga berat pelat tidak perlu

di input lagi, sehingga berat total beban mati:

Ptotal = Ppipa + Ptiang = 17,95 kg = 0,1795kN

2) Beban Hidup

Dalam perencanaan jembatan ini beban hidup

yang direncanakan adalah beban pejalan kaki

yang besarnya adalah 5 kPa sesuai dengan SNI –

1725 -2016.

3) Beban Angin

Perhitungan ini mengacu pada SNI – 1725 -

2016. Data – data yang digunakan sesuai dengan

kondisi lapangan adalah sebagai berikut :

• VDZ adalah kecepatan angin rencana pada

elevasi rencana

• V10 adalah kecepatan angin pada elevasi

10000 mm di atas permukaan tanah atau di

atas permukaan air rencana (km/jam). Jika

tidak ada data yang lebih baik, perencana

dapat mengasumsikan bahwa V10 = VB = 90

hingga 126 km/jam. Karena data lapangan

tidak tersedia maka diambil nilai :

V10 = (90 + 126)/2 = 108 km/jam

• VB adalah kecepatan angin rencana yaitu 90

hingga 126 km/jam pada elevasi 1000 mm.

VB = (90 + 126)/2= 108 km/jam

• V0 adalah kecepatan gesekan angin, yang

merupakan karakteristik meteorologi,

sebagaimana ditentukan dalam tabel 2 untuk

berbagai macam tipe permukaan di hulu

jembatan (km/ jam). Karena kondisi

permukaan hulu jembatan merupakan daerah

kota maka diambil V0 = 19,3 km/jam.

• Z adalah elevasi struktur diukur dari

permukaan tanah atau dari permukaan air

dimana beban angin dihitung (Z > 10000

mm)

• Z0 adalah panjang gesekan di hulu jembatan,

yang merupakan karakteristik meteorologi,

ditentukan pada tabel 2 Karena kondisi

permukaan hulu jembatan merupakan daerah

kota maka diambil Z0 = 2500 mm

• PB adalah tekanan angin dasar seperti yang

ditentukan pada tabel 3. Untuk komponen

rangka besarnya PB adalah 0,0024 MPa.

• PD adalah besarnya gaya angin pada suatu

titik

• Berikut adalah contoh perhitungan gaya pada

angin yang bekerja pada satu titik simpul :

Gambar 8. Detail gelegar rangka baja

• Titik B26 memiliki ketinggian (Z) = 11000

mm dari atas permukaan air, ketinggian

rangka (h) = 1500 mm dan panjang batang

(L) = 1900 mm.

VDZ = 2,5 V0 (𝑉10

𝑉𝐵) ln (

𝑍

𝑍0)

= 71,487 km/jam

PD (per luas) = PB (𝑉𝐷𝑍

𝑉𝐵)2

= 0,00105 MPa

PD (per titik) = PD (per luas) x L x h x 0,5

x 30% x 1

3 x 3

= 449,53 N = 0,450 kN

Perencanaan awal untuk gelegar rangka ini

menggunakan baja circular hollow section BJ 50 (fy

= 290 MPa dan fu = 500 MPa), dengan spesifikasi

sebagai berikut :

Batang Diagonal :

Diameter luar (d) = 250 mm

Tebal batang (t) = 8 mm

Batang Utama Atas :

8

Diameter luar (d) = 550 mm

Tebal batang (t) = 30 mm

Batang Utama Bawah :

Diameter luar (d) = 600 mm

Tebal batang (t) = 30 mm

Gambar 9. Detail gelegar rangka

Dari program bantu SAP2000 dapat diketahui

gaya dalam yang terjadi pada gelegar rangka.

Besaran gaya yang terjadi dapat diketahui dari tabel

berikut.

Gambar 10. Gaya aksial yang terjadi pada jembatan

akibat kombinasi beban

Tabel 6. Rekapitulasi gaya pada gelegar rangka (Sumber: Gaya dalam pada gelegar rangka dari SAP2000)

Nama Batang Kode

Batang

Panjang

(m)

Jenis

Batang

Gaya Aksial

(kN)

Momen Lentur

(kN.m)

Batang Utama Atas 2908 2,46 Tarik 6527,144 -544,728

Batang Utama Bawah 732 3 Tarik 7190,258 361,655

Batang Diagonal Atas 1010 3,928 Tarik 615,867 12,87

Batang Diagonal Bawah 424 2,557 Tarik 1231,758 -7,715

Batang Utama Atas 2876 3 Tekan -4220,389 287,995

Batang Utama Bawah 539 2,539 Tekan -8966,301 -735,929

Batang Diagonal Atas 1265 3,928 Tekan -505,105 14,213

Batang Diagonal Bawah 641 2,472 Tekan -1079,304 -7,415

Tabel 7. Rekapitulasi perhitungan kontrol gelegar (Sumber: Analisa perhitungan kekuatan gelegar rangka)

Nama Batang Jenis

Batang

Kontrol Lentur Kontrol Aksial Tarik / Tekan

Mu (kN.m) Ø . Mn

(kN.m) Hasil Pu (kN) Ø . Pn (kN) Hasil

Batang Utama Atas Tarik 544,728 1576,601 OK 6527,144 12784,824 OK

Batang Utama Bawah Tarik 361,655 1902,419 OK 7190,258 14014,134 OK

Batang Diagonal Atas Tarik 12,87 93,021 OK 615,867 1586,629 OK

Batang Diagonal Bawah Tarik 7,715 93,021 OK 615,867 1586,629 OK

Batang Utama Atas Tekan 287,995 39,021 OK 4220,389 11880,318 OK

Batang Utama Bawah Tekan 735,929 1902,419 OK 8966,301 13108,161 OK

Batang Diagonal Atas Tekan 14,213 93,021 OK 505,105 1317,583 OK

Batang Diagonal Bawah Tekan 7,415 93,021 OK 1079,304 1424,042 OK

9

Perencanaan Kabel

Tabel 8. Profil Kabel

Model struktur kemudian akan dianalisa dengan

bantuan program SAP2000 sehingga diperoleh gaya

dalam kabel. Gaya tarik pada tiap kabel dapat dilihat

pada tabel 9.

Tabel 9. Gaya tarik kabel (Sumber: Analisa

perhitungan kekuatan kabel)

Dari tabel 9 di atas diketahui gaya tarik

maksimal kabel adalah 847,484 kN. Berikut adalah

analisa perhitungan kekuatan tarik kabel.

Pmaks = 847,484 kN

SF = 2,5

Pu = Pmaks x SF = 2118,71 kN

Pn = 3580 kN > Pu = 2118,71 kN (OK)

Perencanaan Pylon

Gambar 11. Tampak depan dan samping pylon

Tabel 10. Gaya dalam pylon sebelah kanan (Sumber:

Gaya dalam pada pylon dari SAP2000)

Tabel 11. Gaya dalam pylon sebelah kiri (Sumber:

Gaya dalam pada pylon dari SAP2000)

Untuk analisa perhitungan dimensi pylon

diambil contoh dari tiang B’ pylon sebelah kiri

dengan analisa sebagai berikut:

K = 2,2 untuk kolom dengan satu tumpuan

bebas (hal. 19 RSNI T-03-2005)

L = 53791 mm

Pe = 𝜋 𝐸 𝐼

(𝐾 𝐿)2 = 7033340,229 N

FPM = 1

1−(𝑃𝑢

𝑃𝑒) = 0,44 ≈ 1

Ø = 0,9

Mn22 = Ø x FPM x Mu22

= 5155,350 kNm = 5155350000 Nmm

Kabel Pn (kN) Pu (kN) Kontrol Kabel Pn (kN) Pu (kN) Kontrol

A1 3580 135,498 OK A1' 3580 128,247 OK

A2 3580 186,702 OK A2' 3580 186,524 OK

A3 3580 299,316 OK A3' 3580 299,168 OK

A4 3580 413,41 OK A4' 3580 412,933 OK

A5 3580 483,646 OK A5' 3580 482,908 OK

A6 3580 494,907 OK A6' 3580 495,601 OK

A7 3580 443,723 OK A7' 3580 444,412 OK

A8 3580 333,147 OK A8' 3580 333,332 OK

A9 3580 160,462 OK A9' 3580 157,866 OK

A10 3580 39,385 OK A10' 3580 32,622 OK

B1 3580 684,466 OK B1' 3580 686,475 OK

B2 3580 777,752 OK B2' 3580 778,579 OK

B3 3580 847,286 OK B3' 3580 847,484 OK

B4 3580 818,378 OK B4' 3580 817,673 OK

B5 3580 712,95 OK B5' 3580 711,656 OK

B6 3580 544,393 OK B6' 3580 544,241 OK

B7 3580 336,355 OK B7' 3580 335,948 OK

B8 3580 126,838 OK B8' 3580 127,714 OK

B9 3580 19,126 OK B9' 3580 18,169 OK

B10 3580 17,122 OK B10' 3580 17,242 OK

A 53,791 3094,838 8629,081 2672,95

B 53,791 -8772,799 17156,795 1162,605

Nama BatangPanjang

(m)

Momen Lentur33

(kNm)

Momen Lentur22

(kNm)

Gaya Aksial

(kN)

A' 53,791 3045,381 8792,153 -2468,046

B' 53,791 -8835,775 23501,147 5728,167

Nama BatangPanjang

(m)

Momen Lentur33

(kNm)

Momen Lentur22

(kNm)

Gaya Aksial

(kN)

10

Mn33 = Ø x FPM x Mu33

= 21151,032 kNm = 21151032000 Nmm

fmaks = - 𝑃𝑛

𝐴 -

𝑀𝑛22

𝐼𝑦

𝑏

2 -

𝑀𝑛33

𝐼𝑥

ℎ

2

= -240,064 MPa < fy = 410 MPa (OK)

fmin = - 𝑃𝑛

𝐴 +

𝑀𝑛22

𝐼𝑦

𝑏

2 +

𝑀𝑛33

𝐼𝑥

ℎ

2

= 169,264 MPa < fy = 410 MPa (OK)

Perencanaan Pilar

Direncanakan dimensi pilar adalah 0,8 m x 0,8 m

dengan tulangan memanjang 20D25. Untuk detail

dimensi pilar lihat gambar 8.

Gambar 12. Dimensi pilar

Diagram interaksi Mn vs Pn pilar bisa lihat pada

gambar 9. Berdasarkan diagram interaksi Mn vs Pn

pilar pada gambar 9 bahwa pilar dengan dimensi 0,8

m x 0,8 m dan tulangan 20D25 dapat digunakan.

Tabel 12. Rekapitulasi gaya dalam yang terjadi

pada pilar (Sumber: Gaya dalam pada

pilar dari SAP2000)

Pilar Pu (kN) Mu (kNm)

Pilar 1 -3015,51 -241,241

Pilar Tribun -1738,528 -139,082

Gambar 11. Diagram interaksi Mn vs Pn pilar

(Sumber: Analisa perhitungan diagram

interaksi kolom)

Perencanaan Pondasi

Untuk perencanaan pondasi akan digunakan data

bor log tanah sebagai berikut.

Data – data yang diketahui untuk perencanaan

pondasi tribun adalah sebagai berikut :

Vu = 6234,584 kN = 623,458 ton

Diameter luar (D) = 0,6 m = 1,968504 ft

Diameter dalam (D0) = 0,4 m = 1,312336 ft

Panjang (L) = 32 m = 104,9869 ft

Mutu beton (fc’) = 40 MPa = 400 kg/cm2

Berat jenis beton (γ) = 2,5 ton/m3

Mencari daya dukung ujung pondasi

Ap = ¼ x π x D2 – ¼ x π x D02 = 1,689 ft2

Pn

(kN

)

Mn (kNm)

PilarTribun

Pilar 1

11

Batas ujung = atas (6D) = 28,4 m

= bawah (4D) = 34,4 m

Nilai N-SPT = 28 m = 22

= 30 m = 23

= 32 m = 50

= 34 m = 50

N-SPTrata-rata = 36,25

Qp = 4 x Ap x N-SPTrata-rata = 245,0404 ton

Mencari daya dukung selimut pondasi

As = π x D x L = 648,9346 ft2

N-SPT 0-32 = 18,9

Qs = 𝐴𝑠 𝑥 𝑁−𝑆𝑃𝑇0−32

100 = 122,7076 ton

Cek kekuatan bahan tiang (Ptiang)

Tegangan izin beton (σ) = 0,25 – 0,33 x fc’, diambil

nilai 0,25

Ptiang = σ x Ap = 282,6 ton

Daya dukung ultimate dan daya dukung izin

Qult = Qp + Qs = 367,7481 ton

Qizin = 𝑄𝑢𝑙𝑡

𝑆𝐹

= 122,5827 ton < Ptiang = 282,6 ton (OK)

Daya dukung kelompok tiang

Eg = 1 - Ɵ

90 [

(𝑛−1)𝑚+(𝑚−1)𝑛

𝑚𝑛]

Ɵ = arc tan (D/S)

= arc tan (0,6 m / 1,6 m) = 20,55º

Eg = 1 - 20,55

90 [

(2−1)2+(2−1)2

2 𝑥 2] = 0,772

Qkt = Eg x n x Qizin

= 378,339 ton > Vu = 301,551 ton (OK)

III. KESIMPULAN

Dari hasil analisa dan kontrol yang telah

dilakukan dalam penelitian ini, maka dapat

diringkaskan hasil penelitian yang disajikan sebagai

berikut :

1. Jembatan yang direncanakan dalam penelitian

ini merupakan jembatan untuk pejalan kaki

dengan lebar 3 m dengan tinggi ruang bebas

jembatan 11 m. Jembatan ini menyeberangi

sungai Kapuas dengan lebar sungai kurang lebih

213 m. Geometri jembatan ini berbentu S dengan

struktur cable stayed di tengah bentang.

2. Pelat lantai jembatan terbuat dari beton pracetak

dengan ukuran 3 m x 3 m dan ketebalan 15 cm.

Gelegar jembatan menggunakan baja pipa

diameter luar 60 cm dan 55 cm dengan ketebalan

3 cm dan baja pipa 25 cm dengan ketebalan 0,8

cm. Diameter kabel yang digunakan adalah 80

mm berjumlah 40 kabel. Pylon jembatan terbuat

dari baja dengan ukuran dimensi dari paling

bawah 2,2 m x 1 m dan paling atas 1 m x 1 m.

3. Pengerjakan penelitian ini menggunakan

program bantu komputer dan beberapa SNI

seperti : RSNI-T-02-2005 dan SNI-1725-2016

tentang standar pembebanan jembatan, RSNI-T-

03-2005 tentang perencanaan struktur baja untuk

jembatan, dan RSNI-T-12-2004 tentang

perencanaan struktur beton untuk jembatan.

4. Dalam perencanaan ini menggunakan metode

LRFD dan kombinasi pembebanan dari SNI-

1725-2016, yaitu : 1,2 MS + 2 MA + 1,8 TP dan

1,2 MS + 2 MA + 1,4 WIND (MS = beban mati,

MA = beban mati tambahan, TP = beban hidup

pejalan kaki, dan WIND = beban angin).

Berkaitan dengan penelitian ini, terdapat

beberapa saran mengenai perencanaan struktur

jembatan kabel :

1. Ada beberapa faktor untuk menentukan geometri

jembatan seperti penentuan lokasi jembatan.

Sayangnya data lebar Sungai Kapuas di dapat

dari aplikasi komputer, sehingga data yang di

dapat kurang akurat. Untuk kedepannya,

diharapkan ada pengukurkan langsung

dilapangan sehingga di dapatkan ukuran yang

lebih teliti.

2. Ke depannya, diperlukan analisa struktur

Jembatan Pejalan Kaki lebih detail dengan beban

manusia berjalan yang bervariasi sehingga

nantinya dihasilkan perilaku jembatan yang

mendekati kondisi nyata.

IV. REFERENSI

SNI-1725-2016, Pembebanan untuk jembatan

RSNI-T-02-2005, Standar pembebanan untuk

jembatan.

RSNI-T-03-2005, Perencanaan struktur baja untuk

jembatan

SNI-T-12-2004, Perencanaan struktur beton untuk

jembatan.

BMS 1992 Vol.1.

Tata cara perencanaan jembatan penyeberangan

untuk pejalan kaki di perkotaan.

Troitsky, M.S. 1977. Cable-stayed Bridge :Theory

and Design. Crosby Lockwood Staples, London.

Troitsky, M.S. 1988. Cable-stayed Bridge :Theory

and Design. London, BSp Professional Books.

12

Nugroho, Gary. 2015. “Desain Struktur Jembatan

Semi-Harp Pattern Cable Stayed Bedadung-

Jember dengan Double Planes System

Menggunakan Dek Baja”. Institur Teknologi

Sepuluh Nopember.

Syamsu, Rizal Nur. 2017. “Perencanaan Struktur

Jembatan Trucuk Kabupaten Bojonegoro

Dengan Menggunakan Metode Semi-Harp

Pattern Cable Stayed”. Institut Teknologi

Sepuluh Nopember.

Mangi, Respa Rose. 2017. “Perancangan Struktur

Kabel Pada Jembatan Gantung”. Universitas

Lampung.

Hakikie, Prasetyo Nur. 2017. “Perencanaan Ulang

Jembatan Lemah Ireng II Pada Jalan Tol

Semarang-Bawen Menggunakan Jembatan

Busur Rangka Baja. Universitas Sepuluh

Nopember.