TUGAS JEMBATAN : Proyek Jembatan PCI GIRDER Kota Bangun kecamatan medan Deli (struktur atas dan struktur bawah) PDF

Preview

Summary

TUGAS JEMBATAN TUGAS TERSTRUKTUR TUGAS REPORT 1-5 “Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun” KELOMPOK 3 GILANG MAHARDIKA 1707210058 CUT PUTRI MASYITHAH 1707210026 JEFRI ALRIDO TELAUMBANUA 1707210031 ARIS MALAJOGI 1707210043 UTARI SUKMA 1707210070 JURUSAN TEKNIK PRODI TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS ...

Description

TUGAS JEMBATAN TUGAS TERSTRUKTUR TUGAS REPORT 1-5 “Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun”

KELOMPOK 3 GILANG MAHARDIKA CUT PUTRI MASYITHAH JEFRI ALRIDO TELAUMBANUA ARIS MALAJOGI UTARI SUKMA

1707210058 1707210026 1707210031 1707210043 1707210070

JURUSAN TEKNIK PRODI TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SUMATERA UTARA T.A. 2019/2020

DAFTAR ISI BAB 1 HASIL SURVEI LOKASI.......................................................................... 1 BAB 2 KRITERIA-KRITERIA YANG SESUAI UNTUK DESAIN JEMBATAN ................................................................................................................................. 2 2.1

Pokok-Pokok Perencanaan ....................................................................... 2

2.2

Parameter Perencanaan ............................................................................. 3

2.3

Pemilihan Jenis Struktur ........................................................................... 4

2.4

Perancangan Struktur ............................................................................... 5

2.5

Rujukan Perhitungan Struktur .................................................................. 7

BAB 3 PEMBEBANAN JEMBATAN................................................................... 8 3.1

Perhitungan Struktur Atas Jembatan ........................................................ 8

3.1.1

Perhitungan Slab, Trotoar, Railing, Plat Injak ......................................... 8

3.1.2

Perhitungan Balok Prategang (PCI Girder) ............................................ 27

3.1.3

Perhitungan Struktur Diafragma, Deck Slab, dan Elastomer ................. 83

3.2

Perhitungan Struktur Bawah Jembatan .................................................. 88

3.2.1

Perhitungan Analisis beban abutment, dan wing wall............................ 88

3.2.2

Perhitungan Analisis pondasi dan Pembesian Struktur Bawah ............ 124

DOKUMENTASI ............................................................................................... 153 LAMPIRAN ........................................................................................................ 154

BAB 1 HASIL SURVEI LOKASI Dari hasil pengamatan dilapangan, jembatan lama ini masuk kedalam jenis jembatan suspension dengan panjang bentang 35 m dan lebar 2.5 m. Lantai dan gelagar jembatan menggunakan baja profil jenis hollow dan IWF. Dari segi spesifikasi dan kekuatan struktur, jembatan ini hanya cocok bagi kendaraan ringan dan pejalan kaki. Jembatan juga hanya bisa dilalui kendaraan roda dua dikarenakan kurang lebarnya dan kekuatan jembatan agar dapat dilalui kendaraan roda empat. Selain itu, pada jam-jam sibuk jembatan ini akan terjadi kemacetan karena jembatan yang sempit dan sempitnya akses jalan menuju jalan utama KL. Yos sudarso. Oleh sebab itu, jalan akses harus diperlebar dan jembatan harus di ganti untuk meningkatkan mobilitas masyarakat sekitar, dan memenuhi kebutuhan kendaraan yang semakin meningkat.

Gambar Foto hasil pengamatan

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 1

BAB 2 KRITERIA-KRITERIA YANG SESUAI UNTUK DESAIN JEMBATAN 2.1 Pokok-Pokok Perencanaan Suatu.jembatan yang baik adalah jembatan yang memiliki atau telah rnemenuhi criteria kriteria desain yang menjadi dasar dari pembuatan sebuah jembatan.

Jembatan

direncanakan

untuk

mudah

dilaksanakan

serta

memberikan manfaat bagi pengguna lalu lintas sesuai dengan pokok-pokok perencanaan : 

Kekuatan dan Stabilitas Struktur Unsur-unsur tersendiri harus mempunyai kekuatan memadai untuk menahan beban ULS (Ultimate Limit State) - keadaan batas ultimate, dan struktur sebagai kesatuan keseluruhan harus berada stabil pada pembebanan tersebut. Beban ULS didefenisikan sebagai beban beban yang mempunyai 5% kemungkinan terlampaui selama umur struktur rencana.



Kenyamanan dan Keamanan Bangunan bawah dan pondasi jembatan harus berada tetap dalam keadaan layan pada beban SLS (Serviceability Limit State) - keadaan batas kelayanan. Hal ini berarti bahwa struktur tidak boleh mengalami retakan, lendutan atau getaran sedemikian sehingga masyarakat menjadi khawatir atau jembatan menjadi tidak layak untuk penggunaan atau mempunyai pengurangan berarti dalam umur kelayanan. Pengaruhpengaruh tersebut tidak diperiksa untuk beban ULS (Ultimate Limit State), tetapi untuk beban SLS (Serviceability Limit State) yang lebih kecil dan lebih sering terjadi dan didefenisikan sebagai beban-beban yang mempunyai 5% kemungkinan terlampaui dalam satu tahun.



Kemudahan (pelaksanaan dan pemeliharaan) Pemilihan rencana harus mudah dilaksanakan. Rencana yang sulit dilaksanakan dapat menyebabkan pengunduran tak terduga dalam proyek dan peningkatan biaya, sehingga harus dihindari sedapat mungkin.

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 2



Ekonomis Rencana termurah sesuai pendanaan dan pokok-pokok rencana lainnya adalah umumnya terpilih. Penekanan harus diberikan pada biaya umur total struktur yang mencakup biaya pemeliharaan, dan tidak hanya pada biaya permulaan konstruksi.



Pertimbangan aspek lingkungan, sosial dan aspek keselamatan jalan



Keawetan dan kelayanan jangka panjang. Bahan struktural yang dipilih harus sesuai dengan lingkungan



Estetika Struktur jembatan harus menyatu dengan pemandangan alam dan menyenangkan untuk dilihat. Penampilan yang baik umumnya dicapai tanpa tambahan dekorasi.

2.2 Parameter Perencanaan 

Jembatan masuk kedalam jalan kelas B = 0,5 + 6,0 + 0,5 meter dengan lebar lajur 3 m



Kemiringan melintang lantai jembatan adalah 2%.



Ruang Bebas Vertikal dan Horizontal. Nilai ruang bebas di bawah jembatan ditentukan C = 1,5 m, untuk sungai alam yang membawa hanyutan ketika banjir



Lokasi dan Tata letak Jembatan dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar Lokasi dan Tata Letak Jembatan 

Bentang jembatan (L= b = 36 m)

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 3

2.3 Pemilihan Jenis Struktur 

Pemilihan Bangunan Atas Jembatan Sei Deli Kota Bangun akan direncanakan dengan bentang 36 meter. Hal ini akan memberikan beberapa alternatif pemilihan jenis jembatan yang akan direncanakan untuk mengganti jembatan lama. Adapun alternatif bahan tersebut dengan mempertimbangkan segi biaya dan waktu adalah sebagai berikut : Tabel Pemilihan Tipe Jembatan

Dari beberapa altenatif tersebut diatas, jembatan akan menggunakan tipe jembatan dengan struktur atas berupa gelagar prategang I dengan lantai komposit bentang sederhana. Jembatan tipe ini dipilih karena proses dapat dikerjakan dipabrik atau dilokasi pekerjaan dengan menggunakan beton ready mix sehingga mutunya terjamin ( seragam ). Selain itu, jembatan tipe ini mudah dalam pelaksanaan dan biaya pemeliharaan lebih rendah. 

Pemilihan Bangunan Bawah Dipilih tipe abutment T terbalik dengan bahan beton bertulang. Abutmen tipe ini dipilih karena kemampuan abutment menahan beban, cocok untuk daerah setempat, dan kekuatan bahan abutment dan pelaksanaannya mudah.

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 4

Untuk pondasi, pada analisa penyelidikan tanah didapat kedalaman lapisan tanah pendukung ( tanah keras ) adalah 29 - 30 m Dari berbagai alternatif jenis pondasi tersebut di bawah ini, dipilih jenis pondasi tiang beton bertulang pracetak .

Tabel Pemilihan tipe pondasi

2.4 Perancangan Struktur  Data - Data Perancangan 1) Nama Jembatan : Jembatan Sei Deli Kota Bangun 2) Lokasi Jembatan : Jalan Sersan Usman 3) Jenis Jembatan : Lalu Lintas Atas 4) Status Jalan : Jalan Kolektor Kelas 1 5) Konstruksi Jembatan : Jembatan Prategang I dengan Lantai Komposit 6) Data Konstruksi Jembatan : Bentang Jembatan : 36 m (tanpa pilar) Lebar Jembatan : 0,5 + 6 + 0,5 m (2 lajur) Lebar Jalur : 2 × 3 m Lebar Trotoar : 0,50 m 7) Bangunan bawah : abutment tipe T terbalik 8) Tipe pondasi : pondasi tiang pancang beton bertulang pracetak

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 5

 Spesifikasi bahan untuk struktur 1) Beton Struktur utama dalam perencanaan ini hampir seluruhnya menggunakan konstruksi dari beton bertulang. Mutu beton yang digunakan dalam perencanaan konstruksi jembatan dapat dilihat dibawah ini : a. Gelagar Prategang = K – 500 b. Plat lantai, plat injak dan diafragma = K – 300 c. Deck slab, wingwall, sandaran = K – 300 d. Abutment = K – 300 e. Pondasi tiang pancang = K – 600 2) Baja Tulangan Tulangan yang digunakan dalam perencanaan ini adalah tulangan yang ada dipasaran dengan alasan mudah didapat dan umum bagi pelaksana dilapangan. Mutu baja yang digunakan : a. Kuat tarik ulur baja prestress 18.000 kg/cm2 b. Baja tulangan D > 13 mm menggunakan BJTS - 35 c. Baja tulangan D < 13 mm menggunakan BJTP - 24 d. Mutu baja railing mengikuti SK-SNI yang ada atau Standard ASTM 3) Balok Prategang Balok prategang yang digunakan dipesan dari PT.Wijaya Karya dengan dimensi yang sudah ada dengan tinggi balok 200 cm dan panjang 36 m. 4) Kabel Prategang ( Tendon ) Kabel prategang yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut: Diameter nominal = ½” (12,7 mm) Tegangan ultimate minimum ( fpu ) = 1860 MPa Tegangan leleh minimum ( fpy ) = 1580 MPa Nominal section Ap = 98,71 mm2 Kabel tendon yang digunakan = Uncoated 7 wire super strands ASTM A416 grade 270

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 6

5) Elastomer Dimensi elastomer yang digunakan dalam perencanaan ini dapat didimensi sendiri, kemudian dipesankan lepada pihak suplier. Dimensi rencana yang digunakan dalam perhitungan adalah (40 x 45 x 45) cm. 6) Pipa Baja Pipa baja digunakan dalam sandaran. Dipasang pada jarak tepi 35 cm dan jarak tengah setiap 200 cm. Diameter pipa yang digunakan Ø 10 cm dengan tebal 5 mm.

2.5 Rujukan Perhitungan Struktur 1) Bridge Manual Design BMS 1992 dan NAASRA Bridge Design Specification 2) SNI-1725-2016 Pembebanan untuk Jembatan 3) RSNI T-12-2004 Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan 4) SNI 2052-2017 Baja Tulangan Beton 5) SNI-2833-2008 Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan 6) Manual Kapasitas Jalan Indonesia 1997

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 7

BAB 3 PEMBEBANAN JEMBATAN

3.1 Perhitungan Struktur Atas Jembatan 3.1.1

Perhitungan Slab, Trotoar, Railing, Plat Injak

 Data Jembatan Panjang bentang jembatan

: L = 36 m

Tebal slab lantai jembatan

: ts = 20 cm

Tebal lapisan aspal + overlay : ta = 10 cm Tebal genangan air hujan

: th = 5 cm

Jarak antara balok prategang : s = 200 cm Lebar jalur lalu-lintas

: b1 = 6 m

Lebar trotoar

: b2 = 50 cm

Lebar total jembatan

:b=7m

 Spesific Gravity berat (kN/m3)

jenis bahan Berat Baja beton bertulang

Ws =

70

Wc =

25

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 8

beton

Wc” =

24

aspal

Waspal =

22

Wair =

9.8

air hujan

1. beton mutu beton girder prestress

K – 300 fc' = 0.83 *K/10 =

kuat tekan beton Modulus elastik beton, Angka Poisson, Modulus geser,

24.9

MPa

23452.95 MPa 0.2

Ec = ν= G = Ec/(2*(1+ ν)) =

9772.06

MPa

α=

1.00E-05

/ ̊C

Koefisien muai panjang untuk beton, 2. BAJA TULANGAN untuk baja dengan kelas BJTP 24 tegangan leleh baja (fy) = kuat tarik minimum = regangan mnimum =

ø < 12 mm 240 MPa 390 MPa 18%

untuk baja dengan kelas BJTS 35 tegangan leleh baja (fy) = kuat tarik minimum = regangan mnimum =

ø >12 mm 345 MPa 490 MPa 18%

I. ANALISIS BEBAN SLAB LANTAI JEMBATAN Faktor beban ultimit : KMS = 1.3 Ditinjau slab lantai jembatan selebar, b = 1 m Tebal slab lantai jembatan, h = ts = 0.2 m Berat beton bertulang, wc = 25 kN/m3 Berat sendiri, QMS = b * h * Wc

QMS = 5 kN/m

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 9

2. BEBAN MATI TAMBAHAN (MA) Faktor beban ultimit : KMA = 2 No.

Jenis

1 2

Lapisan Aspal + Overlay Air Hujan Beban mati tambahan

Tebal h (m) Berat sat W (kN/m2) Beban (kN/m) 0.1 0.05

22 9.8 Q MA =

2.2 0.49 2.69

3. BEBAN Truk (TT) Faktor beban ultimit : KTT = 2 Beban hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh Truk (beban T) yang besarnya, T= 112.5 kN Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil, DLA = 0.3 Beban truk "T" : PTT = ( 1 + DLA ) * T = 146.25 kN

4. BEBAN ANGIN (EW) Faktor beban ultimit : KEW =

1.2

Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus : TEW = 0.0012*Cw*(Vw)2 kN/m dengan, Cw = koefisien seret = 1.2 (PPJTVw = Kecepatan angin rencana = 30 m/s 1992,Tabel 5) TEW = 0.0012*Cw*(Vw)^2 = 1.296 kN/m

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 10

Bidang vertikal yang ditiup angi merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi h = 2 m di atas lantai jembatan, dan jarak antar roda jembatan adalah x = 1,75 m Transfer beban angin ke lantai jembatan, PEW = [1/2*h / x* TEW ] = 0.740571 kN/m 5. PENGARUH TEMPERATUR (ET) Faktor beban ultimit : KET = 1.2 Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat pengaruh temperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari selisih antara temperatur maksimum dan temperatur minimum rata-rata pada lantai jembatan. Temperatur maksimum rata-rata Tmax = 40 °C Temperatur minimum rata-rata Tmin = 15 °C NT = ( Tmax - Tmin ) / 2 Perbedaan temperatur pada slab, ΔT = 12.5 °C Koefisien muai panjang untuk beton, α = 1.00E-05 /°C Modulus elastis beton, Ec = 23452953 kPa 6. MOMEN PADA SLAB LANTAI JEMBATAN Pelat dianggap seperti balok yang terletak diatas banyak perletakan, dimana bagian tepi lantai jembatan, dianggap terkekang. Formasi pembebanan slab untuk mendapatkan momen maksimum pada bentang menerus dilakukan seperti pada gambar berikut. Momen maksimum pada slab dihitung dengan menggunakan program SAP2000 v 14.0 dengan beban sebagai berikut : Q MS = 5 kN/m Q MA = 2.69 kN/m P TT = 146.25 kN P EW = 0.740571429 kN ΔT = 12.5 °C

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 11

Gambar Formasi berbagai pembebanan pada slab Dengan bantuan program SAP2000 v 14.0 diperoleh momen tumpuan dan momen lapangan sebagai berikut : a. Momen akibat beras sendiri (MS) : Momen tumpuan, MMS = 1.67 kNm Momen lapangan, MMS = 0.83 kNm b. Momen akibat beban mati tambahan (MA) Momen tumpuan, MMA = 0.9 kNm Momen lapangan, MMA = 0.45 kNm c. Momen akibat beban truck (TT) : Momen tumpuan, MTT = 36.56 kNm Momen lapangan, MTT = 36.56 kNm d. Momen akibat beban angin (EW) : Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 12

Momen tumpuan, MEW = 0.19 kNm Momen lapangan, MEW = 0.19 kNm untuk momen akibat temperatur, bisa kita cari dengan rumus sebagai berikut : e. Momen akibat temperatur (ET) Momen tumpuan, MET = 5.62E-07* α*ΔT * Ec * s^3 = 0.013

kNm

Momen lapangan, MET = 2.81E-06* α*ΔT * Ec * s^3 = 0.066

kNm

6.1. MOMEN SLAB No.

Jenis Beban 1 2 3 4 5

Berat sendiri Beban Mati Tamb. Beban Truk "T" Beban Angin Pengaruh Temp.

Faktor Beban KMS KMA KTT KEW KET

Daya layan 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

Keadaan Mtumpuan MLapangan (kN.m) (kN.m) Ultimit 1.30 1.67 0.83 2.00 0.9 0.45 2.00 36.56 36.56 1.20 0.19 0.19 1.20 0.013 0.066

6.2. KOMBINASI-1 No. 1 2 3 4 5

Jenis Beban Berat sendiri Beban Mati Tamb. Beban Truk "T" Beban Angin Pengaruh Temp.

Faktor Beban

Mtumpuan MLapangan Mtumpuan MLapangan (kN.m) (kN.m) (kN.m) (kN.m) 1.30 1.67 0.83 2.17 1.08 2.00 0.90 0.45 1.80 0.90 2.00 36.56 36.56 73.12 73.12 1.00 0.19 0.19 0.19 0.19 1.00 0.01 0.07 0.01 0.07 Total momen ultimit slab, Mu = 77.29 75.35

6.3. KOMBINASI-2 No.

Jenis Beban

1 Berat sendiri Beban Mati 2 Tamb. 3 Beban Truk "T" 4 Beban Angin 5 Pengaruh Temp.

MLapangan Mtumpuan MLapangan Faktor Mtumpuan Beban (kN.m) (kN.m) (kN.m) (kN.m) 1.30 1.67 0.83 2.17 1.08 2.00 0.90 0.45 1.00 36.56 36.56 1.20 0.19 0.19 1.20 0.01 0.07 Total momen ultimit slab, Mu =

1.80 36.56 0.23 0.02 40.77

0.90 36.56 0.23 0.08 38.85

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 13

7. PEMBESIAN SLAB 7.1. TULANGAN LENTUR NEGATIF Momen rencana tumpuan : Mu =

77.29 kN.m

Mutu beton : K - 300

Kuat tekan beton, fc' = 24.9 MPa

Mutu baja : BJTP 35

Tegangan Leleh baja, fy =

345

MPa

Tebal slab beton,

h=

200

mm

Jarak tulangan terhadap sisi luar beton,

d' =

35

mm

Modulus elastis baja,

Es =

200000

Faktor bentuk distribusi tegangan beton,

β1 =

0.85

MPa

ρb =β1* 0.85 * fc’/ fy * 600 / ( 600 + fy ) = 0.033108351 Rmax = 0.75 * ρb * fy * [1 – ½*0.75* ρb * fy / ( 0.85 * fc’ ) ] =

6.833031463

Faktor reduksi kekuatan lentur

φ=

Momen rencana ultimit :

Mu = 77.29 kN.m

Tebal efektif slab beton,

d = h - d' =

Ditinjau slab beton selebar 1 m,

b=

Momen nominal rencana,

Mn = Mu/φ = 96.6177257

Faktor tahanan momen,

Rn = Mn * 10^6 / ( b * d^2 ) = 3.54886

0.8

165

mm

1000 mm kN.m

Rn < Rmax (OK) Rasio tulangan yang diperlukan : 0.0113 Rasio tulangan minimum,

ρmin = 25%*(1.4/fy) =

Rasio tulangan yang digunakan,

ρ=

Luas tulangan yang diperlukan,

As = ρ*b*d = 1870.01

0.0010

0.0113 mm2

Diameter tulangan yang digunakan, D16 mm s = π/ 4 * D^2 * b / As =

107.5189

mm

Digunakan tulangan, D16 - 100

Perencanaan Proyek Penggantian Jembatan Gantung Kota Bangun | 14

As = π/ 4 * D^2 * b / s =

2011

mm2

Tulangan bagi / susut arah memanjang diambil 50% tulangan pokok. As' = 50% * As =

935

Diameter tulangan yang digunakan,

D

s = π/ 4 * D^2 * b / As = Digunakan tulangan, D

mm2 13

141.959

13

-

As = π/ 4 * D^2 * b /s =

mm mm

100

1327.322896 mm2

8. KONTROL LENDUTAN SLAB Mutu beton : K - 300

Kuat tekan beton, fc' =

24.9

MPa

Mutu baja : BJTP 35

Tegangan Leleh baja, fy =

345

MPa

Modulus elastik beton,

Ec = 23452.95 MPa

Modu...