Re-Desain Jembatan Nambangan Pundong Menggunakan Rangka Baja Tipe Warren PDF

Preview

Summary

UNTUK JURNAL REKAYASA SIPIL: RE-DESIGN JEMBATAN NAMBANGAN BANTUL MENGGUNAKAN RANGKA BAJA TYPE WARREN A Helmi Jaelani (10 511 012) 1 Prodi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia, Sleman, Daerah Istimewa Yogyakarta, Indonesia E-mail: [email protected] AB...

Description

Accelerat ing t he world's research.

Re-Desain Jembatan Nambangan Pundong Menggunakan Rangka Baja Tipe Warren helmi jaelani

Related papers

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

RE-DESAIN JEMBATAN NAMBANGAN BANT UL MENGGUNAKAN RANGKA BAJA T YPE PRAT T dwi aneka kart ini

Laporan Tugas Besar Jembat an Sigandul II Aji Sant iko Perancangan St rukt ur Bawah Jembat an Azmi Fat hurrohman

UNTUK JURNAL REKAYASA SIPIL: RE-DESIGN JEMBATAN NAMBANGAN BANTUL MENGGUNAKAN RANGKA BAJA TYPE WARREN A Helmi Jaelani (10 511 012) 1

Prodi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia, Sleman, Daerah Istimewa Yogyakarta, Indonesia E-mail: [email protected]

ABSTRACT: Re-design of Nambangan bridge in Pundong Bantul is necessary for people who live in Bantul. The bridge connects some regions in Bantul areas and be main road for people who want to go to south of Yogyakarta. The condition of Nambangan bridge is so risky because upper structure of Nambangan bridge has been broken partially and the length of traffic lane can be used by 1 motorcycle, so re-design is needed. Re design of Nambangan bridge use warren truss in upper structure, because this is stronger and cheaper than others, in additition this type can be set in shortmedium-and long span. Re-design is needed in upper and lower structure. There ara several steps in redesign of Nambangan bridge. These are the steps, looking for data such as soil investigation, land elevation ; choosing bridge alternative which will be used ; strating to count loads on bridge ; designing the profil and structure that will be applied in the bridge; then checking the strength of the design and make sure the design is safe. Total length of the bridge is 140 m, and designed in two span in 70 m for each span. The bridge use 2 abutments dan 1 pier in the middle of the bridge. Bored pile is used for the foundation which reach hard soil in 17 m depth below the land elevation for the abutemnet and 16 m depth below the land elevation for the pier. Upeer structure analisys use SAP 2000 v.14 which designed as 3 dimensional model and used joint-roll as the end bearing. The result of redesain are warren truss for upper structure , IWF 33.318 as main frame of the structure, IWF 30.326 as transversal girder and IWF 12.279 as elongated girder. Connection of the frame and girder use high quality bolt which has radian 1,5 in. The under structure use abutment which is T reverse type and use bored pile as the foundation. It use 8 bored piles for the foundation. Pier of the bridge use single column which use bored pile as the foundation. It use 6 bored piles as the foundation. Keywords: bridge re-design, warren truss, abutment,bored pile, pier. ABSTRAK: Jembatan Nambangan , Pundong Kabupaten Bantul merupakan jembatan yang sangat diperlukan warga Bantul khusunya daerah Pundong. Jembatan ini menghubungkan antara beberapa daerah dan juga bisa sebagai jalur utama untuk para pengguna jalan yang ingin menuju ke daerah selatan Yogyakarta. Kondisi jembatan saat ini sangatlah memperihatinkan, karena lebar jembatan hanya bisa dilalui oleh 1 kendaraan bermotor roda 2 dan struktur atas jembatan sudah mulai rusak, sehingga perlu dilakukan re-desain jembatan Nambangan. Re-desain jembatan Nambangan menggunakan struktur rangka baja tipe warren dinilai sangat diperlukan, karena rangka baja type warren dinilai lebih kuat, lebih ekonomis dan dapat dipasang pada bentang pendek-menengahpanjang. Re-desain jembatan ini merupakan proses perencanaan ulang struktur atas dan bawah jembatan. Perencanaan ulang ini dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu pencarian data berupa data tanah dan juga kontur tanah, menentukan alternatif tipe jembatan yang digunakan, menghitung pembebanan yang terjadi pada jembatan tersebut , kemudian mendesain profil yang digunakan untuk struktur rangka baja yang direncakanan dan desain penulangan pada sruktur beton bertulangnya, dan mengecek kemanaan desain strukturnya. Panjang total jembatan yang diredesain adalah 140 m dan didesain dengan 2 bentang masing-masing 70 meter. Jembatan ini menggunakan 2 buah abutment dan 1 pilar pada struktur bawahnya. Fondasi yang digunakan pada re-desain jembatan ini adalah fondasi bored pile dengan kedalaman tanah keras 17 meter dibawah elevasi tanah untuk abutment dan 16

1

Jurnal Rekayasa Sipil

meter dibawah elevasi tanah untuk pilar. Analisis struktur atas menggunakan sotware SAP 2000 v.14 dan dimodelkan 3 dimensi dengan tumpuan sendi-rol. Hasil dari perencanaan ini didapatkan bahwa jembatan Nambangan ini didesain menggunakan struktur atas rangka baja tipe warren dengan profil rangka utama yang dipakai adalah IWF 33.318, profil gelagar melintang yang dipakai adalah IWF 30.326 dan profil gelagar memanjang yang dipakai adalah IWF 12.279. Sambungan rangka baja pada struktur atas disambung menggunakan baut mutu tinggi tipe A325 dengan diameter lobang 1,5 in. Hasil redesain dari struktur bawahnya adalah abutment tipe T terbalik dengan menggunakan bored pile untuk fondasinya. Jumlah bored pile yang digunakan pada abutment adalah 8 pile. Hasil desain Pilar jembatan Nambangan adalah menggunakan pilar kolom tunggal dengan fondasi bored pile. Jumlah bored pile pada pilar yang digunakan adalah 6 pile Kata kunci: Re-desain jembatan, rangka baja warren, abutment, bored pile, pilar.

BAB I PENDAHULUAN 1.1

LATAR BELAKANG

Kabupaten Bantul merupakan salah satu dari empat kabupaten yang ada pada Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Kabupaten ini memiliki jumlah penduduk yang tinggi, yaitu 921.623 jiwa (Bantulkab.go.id). Jumlah penduduk di kabupaten Bantul sangatlah tinggi karena jumlah penduduk Kabupaten Bantul mencapai sepertiga dari jumlah total penduduk di Daerah Istimewa Yogyakarta, yang mana jumlah total penduduk Daerah Istimewa Yogyakarta adalah 3.452.390 jiwa (Wkipedia.org). Dilihat dari angka penyebaran penduduknya di Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta, Kabupaten Bantul menempati posisi kedua dengan angka prosentase sebesar 26,4 persen setelah kabupaten sleman yang memiliki angka prosentase sebesar 31,8 persen (Bappenas.go.id). Dilihat dari segi kondisi wilayah kabupaten Bantul, Kabupaten ini memiliki lokasi yang sangat strategis karena berada pada sisi timur dan selatan Daerah Istimewa Yogyakarta. Bantul juga merupakan daerah yang memiliki

2

Jurnal Rekayasa Sipil

daya tarik wisata. Banyak wisatawan asing maupun lokal yang menjadikan kabupaten Bantul sebagai tujuan utama wisatanya. Daya tarik wisatawan pada Kabupaten Bantul adalah pantai parangtritis dan pusat kerajinan tangan. Dengan memperhatikan kependudukan, kondisi wilayah dan juga daya tarik wisatanya, transportasi di kabupaten Bantul haruslah lancar dan mudah di akses. Jembatan adalah satu struktur yang dibuat untuk menyeberangi jurang atau rintangan seperti sungai, rel kereta api ataupun jalan raya (Wikipedia.org). Secara umum, jembatan merupakan sarana transportasi yang dibangun untuk mempermudah laju transportasi yang sebelumnya terhalang oleh sungai, jurang maupun lembah yang dalam. Jembatan yang baik adalah jembatan yang kuat dalam segi kekuatannya dalam menahan beban, aman dalam segi konstruksi dan fungsinya, ekonomis dalam segi biaya pembangunannya dan juga indah dalam desain arsitekturalnya. Laju perokonomian suatu daerah bisa menjadi rendah dan bahkan terpuruk apabila jembatan yang seharusnya berfungsi sebagai sarana trasnportasi tidak berfungsi maksimal. Hal ini lah yang dirasakan oleh masyarakat kabupaten bantul khsusnya kecamatan Pembangunan jembatan dengan desain

yang baru sangatlah diperlukan. Jembatan yang dibutuhkan adalah jembatan yang mampu memberikan kemudahan dalam aksess kendaraan dan juga jembatan yang kuat dan aman, karena daerah ini dilewati oleh sungai opak yang arus nya deras dan luas. Daerah ini juga merupakan daerah yang sangat rawan terhadap gempa karena lokasinya berada pada daerah patahan sesar opak sehingga kemungkinan terjadi nya gempa bisa saja terjadi sewaktuwaktu. Untuk bisa memenuhi kebutuhan jembatan di daerah pondung, bantul tersebut maka diperlukan pemilihan jembatan yang tepat. Jembatan yang sesuai untuk mengatasi masalah-masalah diatas adalah jembatan jenis rangka baja. Jembatan rangka baja adalah jembatan yang system struktur dan mayoritas bahannya menggunakan baja. Jembatan jenis ini memiliki banyak kelebihan, diantaranya adalah mutu bahan jembatan ini seragam sehingga kekuatannya juga seragam karena merupakan buatan pabrik. Kelebihan yang kedua adalah jembatan jenis ini memiliki kuat tekan dan kuat tarik yang tinggi sehingga dengan material yang sedikit mampu memenuhi kebutuhan struktur. Kelebihan selanjutnya adalah pemasangan jembatan rangka baja relatif cepat dan dapat menghemat tenaga kerja karena material baja dibuat dipabrik sehingga hanya membutuhkan pekerjaan pemasangan baja dilapangan. 1.2

dengan menggunakan struktur rangka baja tipe warren dan bagaimana perbandingannya dengan design sebelumnya 2. Bagaimana merencanakan struktur bawah pada jembatan Nambangan dan bagaimana perbandingannya dengan design sebelumnya? 1.3 TUJUAN PENELITIAN Adapun tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mengetahui bagaimana merencanakan struktur atas jembatan Nambangan menggunakan struktur rangka baja dengan jenis warren dan bagaimana perbandingannya dengan design sebelumnya 2. Mengetahui bagaimana merencanakan struktur bawah jembatan Nambangan dan bagaimana perbandingannya dengan design sebelumnya 1.4 1.

2. 3.

4.

RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang yang telah dibahas diatas maka didapatkan rumusan masalah dalam penelitian yang dilakukan yaitu: 1. Bagaimana merencanakan struktur atas pada jembatan Nambangan

3

Jurnal Rekayasa Sipil

5. 6.

BATASAN PENELITIAN Jenis jembatan yang direncanakan untuk perencanaan jembatan nambangan ini adalah jembatan dengan jenis jalan kelas II. Jembatan jenis ini adalah jembatan yang beban muatan kendaraannya dihitung penuh yaitu 100% muatan T dan 100% muatan D. jalan yang digunakan adalah jalan jenis kolektor primer. Struktur atas jembatan yang digunakan adalah struktur rangka baja tipe warren. Jembatan dibagi menjadi 2 segmen dimana panjang setiap segmen 70 meter dengan 1 pilar dengan total panjang jembatan 140 meter Desain elemen rangka baja menggunakan metode LRFD. Elemen-elemen struktur utama menggunakan profil IWF berdasarkan tabel LRFD

7.

Analisis pembebanan jembatan menggunakan RSNI T-02-2005. 8. Perencanaan struktur atas jembatan menggunakan SAP 2000 V.14. 9. Slab deck menggunakan steeldeck yang dirangkai kemudian dicor beton dan diberi aspal diatasnya (perkerasan campuran). 10. Perencanaan abutement dan pilar menggunakan data bor mesin yang diperoleh dari hasil penyelidikan tanah desain sebelumnya 11. Beban gempa yang digunakan pada struktur atas adalah beban gempa dinamis, sedangkan pada struktur bawah adalah beban gempa statis ekivalen. 1.5 1.

2.

MANFAAT PENELITIAN Sebagai salah satu pertimbangan bagi perencana jembatan khususnya dengan menggunakan jembatan rangka baja tipe warren. Penelitian ini dapat dijadikan pedoman awal dalam pemilihan metode yang digunakan oleh kontraktor dalam hal perencanaan anggaran biaya. BAB II STUDI PUSTAKA

2.1

PENELITIAN SEBELUMNYA

1. Permana (2012) mendesain ulang jembatan A Pangi dua dengan tipe rangka baja. Jembatan ini menghubungkan desa bringin jaya dengan desa yang lain. Jembatan ini berada pada desa bringin jaya kecamatan Kikim Selatan kabupaten Lahat, provinsi Sumatrea Selatan. Panjang bentang jembatan ini 420 meter dan didesain menggunaka rangka baja tipe warren

4

Jurnal Rekayasa Sipil

2. Prasetyo dan Prahardiyanto (2010) mendesain Jembatan Rangka Baja Kali Cibereum Kabupaten Cilacap Jawa Tengah. Jembatan ini memiliki bentang 180 meter dan dibagi menjadi tiga bentang masing-masing 60 meter. Jenis rangka baja yang dipakai dalah transfield Australia tentang biaya pelaksanaan dan selisih biaya antara pelat konvensional dan sistem pelat menggunakan metal deck. 3. Gustama (2009) mendesain ulang Jembatan Bantar Dinding Rangka Baja tipe Warren Truss. Bentang total jembatan ini adalah 220 meter yang dibagi menjadi 4 segmen dimana bentang tiap segmennya 50 meter dan didesain menggunakan rangka baja tipe warren 2.2

PERBEDAAN PENELITIAN

Redesain ini dilakukan dengan menggunakan rangka baja tipe warren dengan panjang total 140 meter yang dibagi menjadi 2 bentang masing-masing 70 meter. Acuan pembebanan yang digunakan pada perencanaan ini adalah RSNI T-02-2005 dan beban gempa yang digunakan pada struktur atas adalah beban gempa dinamis yang dilakukan menggunakan aplikasi SAP 2000 v.14. metode desain baja yang digunakan adalah metode LRFD. Jembatan ini memiliki 2 abutment dan pilar di tengah bentangnya. BAB III LANDASAN TEORI 3.1

TINJAUAN UMUM Jembatan adalah suatu konstruksi yang dibangun untuk mempermudah laju transportasi yang sebelumnya terhalang oleh sungai, jurang maupun lembah yang dalam. Mengingat fungsi dari jembatan yaitu sebagai penghubung dua ruas jalan

yang dilalui rintangan, maka jembatan dapat dikatakan merupakan bagian dari suatu jalan, baik jalan raya atau jalan kereta api. Konstruksi ini sengaja dibuat agar laju transportasi tidak terganggu sehingga kebutuhan setiap orang dapat terpenuhi. 3.2

JENIS-JENIS JEMBATAN RANGKA BAJA Dalam perencanaan jembatan nambangan pundong Bantul ini memakai jenis jembatan rangka baja yang digunakan pada jembatan jalan raya (highway bridge) dengan panjang bentang yang termasuk kedalam kategori jembatan bentang menengah-panjang. Terdapat berbagai macam jenis jembatan rangka baja, diantaranya adalah. 1. Warren truss 2. Double warren truss 3. Howe truss 4. Pratt truss 5. Curve chord pratt truss 6. Baltimore truss

Dari berbagai macam jenis jembatan rangka baja yang ada, jembatan nambangan pundong Bantul ini akan didesain menggunakan system rangka baja tipe warren truss. Tipe warren truss ini dinilai lebih umum dipakai untuk daerah Indonesia dan juga mudah dalam konstruksinya tanpa mengurangi nilai kekuatannya 3.2.1 Rangka Baja Tipe Warren Jembatan rangka baja tipe warren merupakan jembatan rangka baja yang sederhana dalam strukturnya dan penerapannya dilapangan. Struktur utama rangkanya dibuat trapesium dan rangka batangnya dibuat dalam bentuk segitiga sehingga struktur seperti ini akan satabil dalam menahan gaya aksial dan lateralnya. Batang-batang diagonal pada rangka utama dan ikatan angin berfungsi mengikat joint-joint pada batang utamanya sehingga menjadi batang yang stabil . Berikut ini adalah gambar bagian-bagian jembatan rangka baja

7. Pensylvania truss 8. Through truss, dan lain lain Berikut ini adalah gambar dari jenis-jenis jembatan rangka baja.

Gambar 3.1 Jenis-jenis jembatan rangka

5

Jurnal Rekayasa Sipil

Gambar 3.2 Jembatan warren truss (Sumber: wiryanto.files.wordpress.com) 3.3 PEMBEBANAN MENURUT RSNI T-02-2005 RSNI T-02-2005 adalah standar menetapkan ketentuan pembebanan dan aksi-aksi lainnya yang akan digunakan

dalam perencanaan jembatan jalan raya termasuk ejmbatan pejalan kaki dan bangunan-bangunan sekunder yang terkait dengan jembatan. Beban-beban tersebut diantaranya adalah beban permanen, beban lalu lintas dan beban lingkungan. Selain daripada beban-beban yang diderita oleh jembatan, terdapat juga factor beban. Faktor beban adalah pengali numerik yang digunakan pada aksi nominal untuk menghitung aksi rencana. Terdapat 3 macam beban yang diatur dalam RSNI T-02-2005. Berikut ini adalah beban-beban tersebut. 3.3.1. Beban Permanent (Tetap) Beban permanent atau beban tetap merupakan beban yang melekat pada jembatan. Beban tetap pada jembatan terbagi menjadi tiga macam, yaitu 1. Berat Sendiri (MS) Beban sendiri pada jembatan adalah berat dari element-element structural dan non-struktural yang melekat pada jembatan 2. Beban Mati Tambahan (MA) Menurut RSNI T-02-2005, Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen nonstructural, dan besarnya dapat berubah selama umur jembatan 3. Tekanan Tanah Aktif (TA) Menurut RSNI T-02-2005 Koefisien tekanan tanah nominal harus dihitung dari sifat-sifat tanah. Sifat-sifat tanah (kepadatan, kadar kelembababan, kohesi, sudut geser dalam tanag dan sebagainya) dapat diperoleh dari hasil pengukuran dan pengujian tanah. Tekanan tanah lateral dihitung berdasarkan harga nominal dari berat jenis tanah (ws), kohesi tanah (C), dan sudut geser tanah (ø)

6

Jurnal Rekayasa Sipil

3.3.2. Beban Lalu lintas Beban lalu lintas pada jembatan bisa diartikan sebagai beban-beban yang disebabakan oleh aktifitas lalulintas. Baik prasana lalu lintas maupun pengguna lalu lintas. Beban lalu lintas terdiri dari : 1. Beban lajur “D” Beban lajur “D” merupakan pembebana secara melintang lebar jembatan. Beban lajur "D" bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan suatu iring-iringan kendaraan yang sebenarnya. 2. Beban Truk “T” Menurut RSNI T-02-2005 pembebanan truk "T" adalah satu kendaraan berat dengan 3 as yang ditempatkan pada beberapa posisi dalam lajur lalu lintas rencana. Tiap as terdiri dari 2 bidang kontak pembebanan yang dimaksud sebagai simulasi pengaruh roda kendaraan berat. 3. Gaya Rem. Berdasarkan RSNI T 02-2005 bekerjanya gaya-gaya di arah memanjang jembatan, akibat gaya rem dan traksi, harus ditinjau untuk kedua jurusan lalu lintas. Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan gaya rem sebesar 5% dari beban lajur D yang dianggap ada pada semua jalur lalu lintas tanpa dikalikan dengan faktor beban dinamis dan dalam satu jurusan. 4. Beban Pejalan Kaki Menurut RSNI-T02-2005 Jembatan pejalan kaki dan trotoar pada jembatan jalan raya harus direncanakan untuk memikul beban per m2 dari luas yang dibebani. 5. Beban Tumbukan

Pilar yang mendukung jembatan yang melintas jalan raya, jalan kereta api dan navigasi sungai harus direncanakan mampu menahan beban tumbukan. Kalau tidak, pilar harus direncanakan untuk diberi pelindung 3.3.3. Beban Lingkungan Dalam merencanakan jembatan, beban lingkungan sangatlah penting dan harus dihitung. Beban lingkungan merupakan beban-beban yang timbul akibat aktivitas lingkungan. Berikut ini adalah beban-beban lingkungan : 1. Beban angin (EW) Menurut RSNI T-02-2005 Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat angin tergantung kecepatan angin rencana 2. Gaya Gempa (EQ) Berdasarkan RSNI T-02-2005 Pasal ini menetapkan metoda untuk menghitung beban statis ekuivalen untuk jembatanjembatan dimana analisa statis ekuivalen adalah sesuai. Untuk jembatan besar, rumit dan penting mungkin diperlukan analisa dinamis 3. Aliran air dan tumbukan benda hanyut Menurut RSNI T-02-2005 Gaya seret nominal ultimit dan daya layan pada pilar akibat aliran air tergantung kepada kecepatan. 3.4 ANALISIS JEMBATAN RANGKA BAJA BERDASARKAN METODE LRFD Metode LRFD adalah metode metode perncanaan kondisi batas /linit states design metode ini didasarkan pada ilmu probabilitas, sehingga dapat mengantisipasi segala ketidakpastian dari material maupun beban (setiawan, 2008).

7

Jurnal Rekayasa Sipil

3.5

PERENCANAAN STRUKTUR BAWAH Perencanaan struktur bawah merupakan perencanaan pada bagian jembatan dibawah stuktur atas yang merupakan struktur rangka baja. Perencanaan struktur bawah berfungsi mendukung struktur diatasnya Perencanaan struktur bawah meliputi abutment, pilar dan fondasi. 3.5.1 Abutment Pangkal jembatan termasuk bagian bangunan bawah jembatan. Dengan membangun abutment berarti penghematan terhadap panjangnya jembatan yang akan dibuat. Abutment merupakan suatu peralihan dari jembatan kepada badan lintasan dari tanah dan biasanya menutupi badan lintasan ini tegak lurus. Bagian-bagian dari abutment yang akan dibuat pada disain jembatan Nambangan ini antara lain Back wall, brast wall, wing wall dan pile cap. 3.5.2. Pilar (pier) Kolom pilar mer...