perencanaan jembatan kabel untuk pejalan kaki
TRANSCRIPT
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 : [email protected]
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 β 1725 β2016, 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:
ππ·π§ = 2,5 π0 (π10
ππ΅) ln (
π
π0) (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:
ππ· = ππ΅(ππ·π
ππ΅)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:
ππ = πΉπ¦ . π΄π (3)
Untuk keruntuhan tarik pada penampang neto:
4
ππ = πΉπ’ . π΄π (4)
π΄π = π . π΄π (5)
Berdasarkan RSNI T-03-2005 nilai U adalah:
π = π β (π₯/ πΏ) (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:
ππ’ β€ Γ . ππ (7)
dimana:
Pu adalah kuat tarik terfaktor
Γ 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:
ππ’ β€ Γ . ππ (8)
dimana:
Pu adalah kuat tekan terfaktor
Γ adalah faktor reduksi, menurut RSNI T-03-2005
besarnya 0,85 untuk kuat tekan aksial
Pn adalah kuat tekan nominal
Untuk kelangsingan elemen penampang (Ξ») < Ξ»r 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:
ππ = (0,66ππ2) π΄π . πΉπ¦, π’ππ‘π’π ππ β€ 1,5(9)
ππ = (0,88)
ππ2 π΄π . πΉπ¦, π’ππ‘π’π ππ β₯ 1,5
(10)
ππ = π
π β
πΉπ¦
πΈ
(11)
π = πΎπ . πΏ
π
(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 :
β’ Tiang sandaran dari pipa logam dengan jumlah 3
batang sandaran dari pipa logam.
β’ 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:
ππ = ππ . π΄π (13)
ππ = ππ . π΄π (14)
π = ππ + ππ
ππΉ (15)
dimana :
Qp adalah tahanan ujung tiang
Qs adalah tahanan geser selimut tiang
Q adalah total tiang
Menentukan jarak antar tiang dalam kelompok:
π β₯ 2,5 π· (16)
π β€ 3 π· (17)
Rumus Converse β Labarre:
π = 1 β π
90 [
(πβ1)π+(πβ1)π
π . π] (18)
dimana:
Ξ· 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 β 1725 β 2016 dengan
faktor pembebanan Ξ³MS = 1,2 (untuk beton pracetak).
Pada perencanaan pelat lantai jembatan perhitungan
pembebanan detail sebagai berikut :
β’ Perhitungan beban mati :
Berat sendiri pelat (qmati) = tebal pelat x Ξ³beton
= 0,15 x 25 kN/m3
= 3,75 kN/m2
β’ Perhitungan beban hidup :
Berdasarkan SNI β 1725 β 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 β data yang diketahui :
Mutu beton (fcβ) : 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 β p β 0,5 D
= 150 β 40 β 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 β momen torsi di tepi bentang
= 15 kNm = 1,5 x 107 Nmm
Οmin = 0,0018
Οmax = 0,75 x Οb
= 0,75 x (0,85 π₯ π½ π₯ ππβ²
ππ¦ (
600
600+ππ¦)) = 0,0252
Perhitungan tulangan untuk di tengah bentang
m = ππ¦
0,85 π₯ ππβ² = 15,294
Rn = ππ’
0,85 π₯ π π₯ π2 = 1,1
Οperlu = 1
π ( 1 - β1 -
2 π₯ π π
0,85 π₯ ππβ² ) = 0,00288
Karena Οperlu = 0,00288 > Οmin = 0,0018 sehingga
untuk perhitungan selanjutnya digunakan Ο = Οperlu =
0,00288.
Asperlu = Ο x b x d = 298,51 mm2
Atulangan = ΒΌ x Ο x D2 = 132,66 mm
Stulangan = π΄π‘π’ππππππ
π΄π πππππ’ x 1000 = 444,41 β 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 = ππ¦
0,85 π₯ ππβ² = 15,294
Rn = ππ’
0,85 π₯ π π₯ π2 = 1,647
Οperlu = 1
π (1 - β1 -
2 π₯ π π
0,85 π₯ ππβ²) = 0,00437
7
Karena Οperlu = 0,00437 > Οmin = 0,0018 sehingga
untuk perhitungan selanjutntya digunakan Ο = Οperlu
= 0,00437.
Asperlu = Ο x b x d
= 452,2 mm2
Atulangan = ΒΌ x Ο x D2
= 132,66 mm2
Stulangan = π΄π‘π’ππππππ
π΄π πππππ’ x 1000
= 293,37 β 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 β
1725 β 2016, beban mati yang diperhitungkan
antara lain;
Berat pipa sandaran :
Ppipa = (jarak antar tiang sandaran β 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 Ξ³beton = 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 β
1725 -2016.
3) Beban Angin
Perhitungan ini mengacu pada SNI β 1725 -
2016. Data β data yang digunakan sesuai dengan
kondisi lapangan adalah sebagai berikut :
β’ VDZ adalah kecepatan angin rencana pada
elevasi rencana
β’ 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
β’ VB adalah kecepatan angin rencana yaitu 90
hingga 126 km/jam pada elevasi 1000 mm.
VB = (90 + 126)/2= 108 km/jam
β’ 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.
β’ Z adalah elevasi struktur diukur dari
permukaan tanah atau dari permukaan air
dimana beban angin dihitung (Z > 10000
mm)
β’ 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
β’ PB adalah tekanan angin dasar seperti yang
ditentukan pada tabel 3. Untuk komponen
rangka besarnya PB adalah 0,0024 MPa.
β’ PD adalah besarnya gaya angin pada suatu
titik
β’ Berikut adalah contoh perhitungan gaya pada
angin yang bekerja pada satu titik simpul :
Gambar 8. Detail gelegar rangka baja
β’ 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 (π10
ππ΅) ln (
π
π0)
= 71,487 km/jam
PD (per luas) = PB (ππ·π
ππ΅)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) Γ . Mn
(kN.m) Hasil Pu (kN) Γ . 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 Bβ 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 πΈ πΌ
(πΎ πΏ)2 = 7033340,229 N
FPM = 1
1β(ππ’
ππ) = 0,44 β 1
Γ = 0,9
Mn22 = Γ 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 = Γ x FPM x Mu33
= 21151,032 kNm = 21151032000 Nmm
fmaks = - ππ
π΄ -
ππ22
πΌπ¦
π
2 -
ππ33
πΌπ₯
β
2
= -240,064 MPa < fy = 410 MPa (OK)
fmin = - ππ
π΄ +
ππ22
πΌπ¦
π
2 +
ππ33
πΌπ₯
β
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 β 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 (fcβ) = 40 MPa = 400 kg/cm2
Berat jenis beton (Ξ³) = 2,5 ton/m3
Mencari daya dukung ujung pondasi
Ap = ΒΌ x Ο x D2 β ΒΌ x Ο 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 = Ο x D x L = 648,9346 ft2
N-SPT 0-32 = 18,9
Qs = π΄π π₯ πβπππ0β32
100 = 122,7076 ton
Cek kekuatan bahan tiang (Ptiang)
Tegangan izin beton (Ο) = 0,25 β 0,33 x fcβ, diambil
nilai 0,25
Ptiang = Ο x Ap = 282,6 ton
Daya dukung ultimate dan daya dukung izin
Qult = Qp + Qs = 367,7481 ton
Qizin = ππ’ππ‘
ππΉ
= 122,5827 ton < Ptiang = 282,6 ton (OK)
Daya dukung kelompok tiang
Eg = 1 - Ζ
90 [
(πβ1)π+(πβ1)π
ππ]
Ζ = arc tan (D/S)
= arc tan (0,6 m / 1,6 m) = 20,55ΒΊ
Eg = 1 - 20,55
90 [
(2β1)2+(2β1)2
2 π₯ 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. βDesain Struktur Jembatan
Semi-Harp Pattern Cable Stayed Bedadung-
Jember dengan Double Planes System
Menggunakan Dek Bajaβ. Institur Teknologi
Sepuluh Nopember.
Syamsu, Rizal Nur. 2017. βPerencanaan Struktur
Jembatan Trucuk Kabupaten Bojonegoro
Dengan Menggunakan Metode Semi-Harp
Pattern Cable Stayedβ. Institut Teknologi
Sepuluh Nopember.
Mangi, Respa Rose. 2017. βPerancangan Struktur
Kabel Pada Jembatan Gantungβ. Universitas
Lampung.
Hakikie, Prasetyo Nur. 2017. βPerencanaan Ulang
Jembatan Lemah Ireng II Pada Jalan Tol
Semarang-Bawen Menggunakan Jembatan
Busur Rangka Baja. Universitas Sepuluh
Nopember.