Jembatan Baja PDF

Preview

Summary

LAPORAN AKHIR PERANCANGAN JEMBATAN BAJA CRESCENTIA SUWARLIM / 2010410018 RIZFAN HERMANTO / 2010410030 DOSEN: Ida I Dewa Gede Wira Wijaya, S.T., M.T. UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL (Terakreditasi Berdasarkan SK BAN-PT Nomor: 227/BAN-PAT/Ak-XVI/S/XI/2013) BA...

Description

Accelerat ing t he world's research.

Jembatan Baja rizfan hermanto

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

11. BAB 5 v4.0 persiapan sidang akhir Versi 2.docx hanafi mony

PERANCANGAN JEMBATAN KOMPOSIT Ambrosio Nuno Laporan Tugas Besar Jembat an Sigandul II Aji Sant iko

LAPORAN AKHIR PERANCANGAN JEMBATAN BAJA

CRESCENTIA SUWARLIM / 2010410018 RIZFAN HERMANTO / 2010410030

DOSEN: Ida I Dewa Gede Wira Wijaya, S.T., M.T.

UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL (Terakreditasi Berdasarkan SK BAN-PT Nomor: 227/BAN-PAT/Ak-XVI/S/XI/2013)

BANDUNG DESEMBER 2013

i

DAFTAR ISI  DAFTAR ISI .................................................................................................................................................. ii  DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................................................... iii  DAFTAR TABEL ............................................................................................................................................ iv  1 PENDAHULUAN ................................................................................................................................... 1  1.1  Deskripsi Umum Proyek ................................................................................................................... 1  1.2  Deskripsi Umum Struktur Jembatan ................................................................................................. 1  2 KRITERIA PERENCANAAN ..................................................................................................................... 3  2.1  Standar Peraturan ............................................................................................................................ 3  2.2  Material ............................................................................................................................................ 3  2.3  Kriteria Pembebanan ........................................................................................................................ 3  2.3.1  2.3.2  2.3.3  2.3.4  2.3.5  2.3.6  2.3.7  2.3.8  2.3.9 

Berat Sendiri Struktur ........................................................................................................ 4  Beban Mati Tambahan Akibat Utilitas dan Pengaspalan ................................................... 4  Beban Pengaruh Rangkak dan Susut Beton ....................................................................... 4  Beban Pelaksanaan Konstruksi .......................................................................................... 5  Beban Lalu Lintas ............................................................................................................... 5  Beban Akibat Perbedaan Penurunan (Differential Settlement) ...................................... 10  Beban Pengaruh Temperatur .......................................................................................... 10  Beban Gempa .................................................................................................................. 11  Kombinasi Pembebanan .................................................................................................. 13 

2.4  Metoda Konstruksi ......................................................................................................................... 13  3 PERENCANAAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN SUNGAI BATANG ARAU ................................................ 14  3.1  Data Teknis Jembatan Sungai Batang Arau .................................................................................... 14  3.2  Perencanaan Pelat Lantai ............................................................................................................... 15  3.3  Perencanaan Girder, Shear Connector, dan Bearing ...................................................................... 20  3.3.1  Perencanan Girder ........................................................................................................... 20  3.3.2  Perencanan Shear Connector .......................................................................................... 32  3.3.3  PERENCANAAN WEB SPLICE DAN FLANGE SPLICE ........................................................... 35  3.3.4  Perencanan Bearing ......................................................................................................... 56  3.4  Perencanaan PIER ........................................................................................................................... 59  3.4.1  Perencanaan Pier dengan Midas ..................................................................................... 60  3.4.2  Hasil gaya dalam pier ....................................................................................................... 64 

ii

DAFTAR GAMBAR  Gambar 1.1. Peta situasi lokasi jembatan rencana ................................................................... 2  Gambar 1.2. Potongan melintang Sungai Batang Arau di lokasi jembatan rencana ..................... 2  Gambar 2.1. Beban lajur “D” .................................................................................................. 6  Gambar 2.2. Hubungan Beban Terbagi Rata vs panjang yang dibebani ..................................... 7  Gambar 2.3. Penyebaran beban “D” pada arah melintang ........................................................ 7  Gambar 2.4. Susunan pembebanan “D” .................................................................................. 8  Gambar 2.5. Pembebanan truk “T” 500 kN.............................................................................. 9  Gambar 2.6. Faktor beban dinamis untuk BGT pada pembebanan lajur “D” .............................. 10  Gambar 2.7. Gradien perbedaan temperatur .......................................................................... 11  Gambar 2.8. Wilayah gempa I ndonesia untuk perioda ulang 500 tahun ................................... 11  Gambar 2.9. Koefisien geser dasar (elastis) lokasi struktur untuk perioda ulang 500 tahun ....... 12  Gambar 3.1. Denah Jembatan Sungai Batang Arau ................................................................. 14  Gambar 3.4. Denah penulangan pelat Jembatan Sungai Batang Arau....................................... 15  Gambar 3.4. Dimensi penampang girder Jembatan Sungai Batang Arau ................................... 20  Gambar 3.5. Model Crossframe SAP ...................................................................................... 30  Gambar 3.6. Material Properties ............................................................................................ 31  Gambar 3.7. Frame Properties .............................................................................................. 31  Gambar 3.8. Hasil analisis P-M I nteraction Ratio ..................................................................... 32  Gambar 3.7. Detail bearing Jembatan Sungai Batang Arau ...................................................... 56  Gambar 3.8. Dimensi penampang abutment Jembatan Sungai Batang Arau ............................. 59  Gambar 3.9. Model 3D abutment Jembatan Sungai Batang Arau ............................................. 60  Gambar 3.18. Envelope gaya normal ultimit arah y pada model abutment Jembatan Sungai Batang Arau .................................................................................................................. 65  Gambar 3.14. Envelope gaya normal ultimit arah z pada model abutment Jembatan Sungai Batang Arau .................................................................................................................. 66 

iii

DAFTAR TABEL  Tabel 3.1 Beban Statik ........................................................................................................... 60  Tabel 3.2 Response spectrum Load Case ............................................................................... 61  Tabel 3.3 Kombinasi Pembebanan ......................................................................................... 61  Tabel 3.4 Load to masses ..................................................................................................... 62  Tabel 3.5 Lokasi I nput Nodal Load......................................................................................... 62  Tabel 3.6 Tabel Reaksi Perletakan ......................................................................................... 63 

iv

1  PENDAHULUAN  1.1  DESKRIPSI UMUM PROYEK  Dalam laporan ini dimuat hasil akhir dari pekerjaan perencanaan jembatan pada Sungai Batang Arau, Padang, Sumatera Barat. Jembatan dalam perencanaan ini adalah jembatan yang melintasi Sungai Batang Arau pada Pondok, sebagai akses masuk dari Jalan Muara menuju Sebrang Padang. Peta situasi Kawasan dan potongan memanjang lokasi jembatan ditampilkan pada Gambar 1.1 dan Gambar 1.2. Dalam laporan segi material, (Serviceability (Ultimate Limit

ini dijelaskan mengenai kriteria desain dan pemeriksaan struktur dan pondasi dari pembebanan, kriteria keamanan pada konsep Perencanaan Batas Layan Limit State) dan Perencanaan berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor State), modelisasi struktur, analisis struktur dan pembahasan hasil analisis.

1.2  DESKRIPSI UMUM STRUKTUR JEMBATAN  Struktur jembatan direncanakan menggunakan sistem struktur jembatan komposit diatas dua tumpuan sendi-rol. Secara umum geometris dan sistem struktur jembatan dalam perencanaan ini adalah sebagai berikut: • Jumlah bentang

: 2 bentang

• Panjang bentang

: 46 m

• Lebar jembatan

: 11.5 m

• Jumlah jalur

: 1 jalur untuk 2 arah

• Lebar jalur lalu lintas (total)

: 3.5 m

• Jumlah lajur (1 lajur 3.5 m)

: 2 lajur

• Lebar trotoar

:1m

• Kemiringan Longitudinal

:2%

• Sistem struktur

:

Cast insitu slab dengan Steel I girder tertumpu sederhana pada dua abutment

1

U

Lokasi jembatan

Gambar 1.1. Peta situasi lokasi jembatan rencana

Gambar 1.2. Potongan melintang Sungai Batang Arau di lokasi jembatan rencana

2

2  KRITERIA PERENCANAAN  2.1 STANDAR PERATURAN   Perencanaan jembatan pada proyek ini mengacu pada standard dan code perencanaan yang baku digunakan pada perencanaan-perencanaan jembatan di Indonesia. Standar dan Code tersebut adalah sebagai berikut: a. RSNI T-02-2005 – Pembebanan Untuk Jembatan b. SNI 03-2833-200X – Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Jembatan c. RSNI T-12-2004 – Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan d. Bridge Management System - BMS 1992 e. AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 4th Edition, 2007 f. PCI Design Handbook g. CEB-FI P Model Code for Creep and Shrinkage, 1992 h. Caltrans Seismic Design Criteria version 1.2, Desember 2001. i. I nternational Building Code, I BC 2006. 2.2  MATERIAL  Material yang digunakan dalam konstruksi jembatan pada proyek ini adalah: Bored pile Pile cap Abutment Steel Girder dan diaphragm Pelat lantai Parapet dan barrier

: : : : : :

K-300 K-300 K-300 SM 490 atau setara fy : 360MPa K-350 K-250

2.3 KRITERIA PEMBEBANAN  Beban rencana yang diperhitungkan pada perencanaan jembatan pada proyek ini terdiri dari: a. Berat sendiri struktur b. Beban mati tambahan akibat utilitas dan pengaspalan c. Beban pengaruh rangkak dan susut beton d. Beban pengaruh prategang e. Beban pelaksanaan konstruksi f. Beban lalu lintas g. Beban gempa

3

2.3.1 BERAT SENDIRI STRUKTUR Faktor beban kondisi layan dan ultimit berat sendiri struktur adalah sebagai berikut: Faktor Beban Jangka Waktu

Tetap

KBU Deskripsi

KBL Biasa

Terkurangi

Beton pracetak

1.0

1.2

0.85

Beton cor di tempat

1.0

1.3

0.75

Baja

1.0

1.1

0.9

KBL: Kondisi Beban Layan

KBU: Kondisi Beban Ultimit

Berat mati struktur diambil sebagai berikut: Beton bertulang Baja

γrc γs

= 24 kN/ m3 = 78.5 kN/ m3

2.3.2 BEBAN MATI TAMBAHAN AKIBAT UTILITAS DAN PENGASPALAN Faktor beban kondisi layan dan ultimit beban mati tambahan adalah sebagai berikut: Faktor Beban Jangka Waktu

KBU Deskripsi

KBL Biasa

Terkurangi

Keadaan umum

1.0

2.0

0.7

Keadaan khusus

1.0

1.4

0.8

Tetap

KBL: Kondisi Beban Layan

KBU: Kondisi Beban Ultimit

Beban mati tambahan pada struktur jembatan dalam proyek ini terdiri dari beban parapet beton dan beban aspal. Ketebalan pengaspalan direncanakan 5cm dengan rencana pengaspalan kembali dikemudian hari juga setebal 5cm. Berat jenis aspal beton diambil γaspl = 22 kN/ m3. 2.3.3 BEBAN PENGARUH RANGKAK DAN SUSUT BETON Faktor beban kondisi layan dan ultimit beban pengaruh rangkak dan susut beton adalah sebagai berikut:

4

Faktor Beban Jangka Waktu

Tetap

Deskripsi

KBL

KBU

Keadaan umum

1.0

1.0

KBL: Kondisi Beban Layan

KBU: Kondisi Beban Ultimit

Efek susut dan rangkak dipertimbangkan pada perencanaan jembatan yang menggunakan material terlebih beton prategang. Efek ini harus diperhitungkan terutama untuk struktur-struktur yang terintegral antara girder dan piernya. Rangkak pada beton merupakan fungsi dari kelembaban relative, rasio volume-luas permukaan beton, dan umur beton saat dibebani. Rangkak juga dipengaruhi oleh jumlah tulangan dalam penampang, besarnya gaya prategang, dan properties campuran beton. Rangkak saat umur tertentu setelah pengaplikasian beban dapat diperkirakan dalam hubungan dengan regangan elastis. Pada pekerjaan konstruksi ini koefisien rangkak beton ultimit pada umur > 10000 hari diperhitungkan sebesar 3.5x10-4. Rangkak beton pada girder diperhitungkan dengan asumsi penarikan kabel prategang pada umur beton 12 hari dengan kelembaban nisbi rata-rata 70% . Susut beton merupakan fungsi dari beberapa variable terutama karakteristik aggregate, rasio airsemen campuran beton, tipe curing beton, rasio volume-luas permukaan beton, suhu, dan kelembaban nisbi tempat curing beton. Regangan susut beton ultimit umur > 10000 hari diperhitungkan sebesar 250 mikron. 2.3.4 BEBAN PELAKSANAAN KONSTRUKSI Faktor beban kondisi layan dan ultimit beban pengaruh pelaksanaan konstruksi adalah sebagai berikut: Faktor Beban Jangka Waktu

KBU KBL

Tetap

1.0

KBL: Kondisi Beban Layan

Biasa

Terkurangi

1.25

0.8

KBU: Kondisi Beban Ultimit

Beban pelaksanaan konstruksi terdiri dari beban-beban peralatan terutama saat launching girder seperti crane. Efek beban-beban ini harus diperhitungkan untuk pengecekan tegangan selama konstruksi. 2.3.5 BEBAN LALU LINTAS Beban lalu lintas pada perencanaan jembatan ini menggunakan beban BM-70, yaitu 70% dari beban standar Bina Marga. Beban standar bina marga dijelaskan pada sub bab ini. Faktor beban kondisi layan dan ultimit beban lalu lintas adalah sebagai berikut: 5

Faktor Beban Jangka Waktu

Transien KBL: Kondisi Beban Layan

KBL

KBU

1.0

1.8 KBU: Kondisi Beban Ultimit

Beban lalu lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur "D" dan beban truk "T". Beban lajur "D" bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan suatu iring-iringan kendaraan yang sebenarnya. Jumlah total beban lajur "D" yang bekerja tergantung pada lebar jalur kendaraan itu sendiri. Beban truk "T" adalah satu kendaraan berat dengan 3 as yang ditempatkan pada beberapa posisi dalam lajur lalu lintas rencana. Tiap as terdiri dari dua bidang kontak pembebanan yang dimaksud sebagai simulasi pengaruh roda kendaraan berat. Hanya satu truk "T" diterapkan per lajur lalu lintas rencana. Secara umum, beban "D" akan menjadi beban penentu dalam perhitungan jembatan yang mempunyai bentang sedang sampai panjang, sedangkan beban "T" digunakan untuk bentang pendek dan lantai kendaraan. 2.3.5.1 Lajur Lalu Lintas Rencana Jembatan pada perencanaan ini direncanakan memiliki 1 jalur untuk dua arah dengan lebar jalur 3.5m 2.3.5.2 Beban Lajur “D” 

I ntensitas Beban “D” Beban lajur "D" terdiri dari beban tersebar merata (BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT) seperti terlihat dalam gambar berikut:

Gambar 2.1. Beban lajur “D”

1.

Beban Terbagi Rata (BTR) BTR memiliki intensitas q kPa, dimana besarnya q tergantung pada panjang total yang dibebani L seperti berikut: 6

L ≤ 30 m

: q = 9 kPa

L > 30 m

15   : q = 9  0.5 +  kPa L 

dengan pengertian : q adalah intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan L adalah panjang total jembatan yang dibebani (meter). Hubungan ini bisa dilihat dalam Gambar 2.1. Panjang yang dibebani L adalah panjang total BTR yang bekerja pada jembatan. BTR mungkin harus dipecah menjadi panjang-panjang tertentu untuk mendapatkan pengaruh maksimum pada jembatan menerus atau bangunan khusus. Dalam hal ini L adalah jumlah dari masing-masing panjang beban-beban yang dipecah seperti terlihat dalam Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Hubungan Beban Terbagi Rata vs panjang yang dibebani

Gambar 2.3. Penyebaran beban “D” pada arah melintang

7

Gambar 2.4. Susunan pembebanan “D”

2.

Beban Garis (BGT) Beban garis dengan intensitas p kN/ m harus ditempatkan tegak lurus terhadap arah lalu lintas pada jembatan. Besarnya intensitas p adalah 49,0 kN/ m. Untuk mendapatkan momen lentur negatif maksimum pada jembatan menerus, BGT kedua yang identik harus ditempatkan pada posisi dalam arah melintang jembatan pada bentang lainnya. I lustrasi pembebanan ini bisa dilihat dalam Gambar 2.4.



Penyebaran Beban “D” Pada Arah Melintang Beban "D" harus disusun pada arah melintang sedemikian rupa sehingga menimbulkan momen maksimum. Penyusunan komponen-komponen BTR dan BGT dari beban "D" pada arah melintang harus sama. Penempatan beban ini dilakukan dengan ketentuan sebagai berikut:

1.

Beban "D" harus ditempatkan pada jumlah lajur lalu lintas rencana (nl) yang berdekatan, dengan intensitas 100 % . Hasilnya adalah beban garis ekuivalen sebesar nl x 2,75 q kN/ m dan beban terpusat ekuivalen sebesar nl x 2,75 p kN, kedua-duanya bekerja berupa strip pada jalur selebar nl x 2,75 m;

8

2.

Lajur lalu lintas rencana yang membentuk strip ini bisa ditempatkan dimana saja pada jalur jembatan. Beban "D" tambahan harus ditempatkan pada seluruh lebar sisa dari jalur dengan intensitas sebesar 50 % . Susunan pembebanan ini bisa dilihat dalam Gambar 2.3.

2.3.5.3 Beban Truk “T” 

Besarnya Beban Truk “T” Pembebanan truk "T" terdiri dari kendaraan truk semi-trailer yang mempunyai susunan dan berat as seperti terlihat dalam Gambar 2.5. Berat dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai. Jarak antara 2 as tersebut bisa diubah-ubah antara 4,0 m sampai 9,0 m untuk mendapatkan pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan.

Gambar 2.5. Pembebanan truk “T” 500 kN



Posisi Dan Penyebaran Beban Truk “T” Dalam Arah Melintang Terlepas dari panjang jembatan atau susunan bentang, hanya ada satu kendaraan truk "T" yan...