LAPORAN TUGAS AKHIR
”Perencanaan Struktur Jembatan Rangka Baja Kali Krasak II” IV- 5 jumlah beban mati dead load yang akan diteruskan ke struktur pondasi dan secara
keseluruhan perencanaannya dapat lebih ekonomis. Sedangkan pilar yang letak konstruksinya bakal berada dalam aliran muka air
banjir dipilih tipe pilar pilar tembok H
p
= 5-25 m, karena selain konstruksinya yang tinggi, tipe ini memiliki ujung bundar dan alinyemen tembok sesuai arah aliran yang
membantu mengurangi gaya aliran dan gerusan lokal. Data tanah yang diperlukan untuk keperluan perencanaannya antara lain nilai
kohesi tanah Cu, sudut geser tanah , berat jenis tanah γ
t
dan data soil properties lainnya. Dalam perencanaannya nanti perlu juga ditinjau kestabilan terhadap sliding,
guling, bidang runtuh tanah serta penurunan tanahnya settlement.
2. Pondasi
Karena lapisan tanah pada daerah sungai Krasak terdiri atas butiran-butiran tanah yang keras maka penggunaan tiang pancang sebagai pondasi akan sulit dilakukan, hal
ini disebabkan butiran tanah akan saling merapat pada saat tiang dipancang, sehingga tiang sulit masuk ke dalam tanah dan apabila diteruskan tiang dapat patah. Untuk itu
dipilih pondasi tipe tiang bor atau pondasi sumuran.
3. Dinding Penahan Tanah
Konstruksi dinding penahan tanah direncanakan untuk mencegah bahaya keruntuhan tanah pada bagian curam lereng, pada belokan alur sungai ataupun pada
tanah yang tidak dijamin kestabilannya.
IV.2 Analisa Data Hidrologi
Data-data hidrologi yang diperlukan dalam merencanakan suatu jembatan antara lain adalah sebagai berikut :
1. Peta topografi DAS
2. Peta situasi dimana jembatan akan dibangun
3. Data curah hujan dari stasiun pemantau terdekat
Data hidrologi diperlukan untuk mencari nilai debit banjir rencana yang kemudian digunakan untuk mencari clearence jembatan dari muka air tertinggi, serta dapat pula
digunakan dalam penentuan bentang ekonomis jembatan. Untuk lebih jelasnya data hidrologi akan diolah menurut cara-cara berikut ini:
LAPORAN TUGAS AKHIR
”Perencanaan Struktur Jembatan Rangka Baja Kali Krasak II” IV- 6
IV.2.1 Analisa Data Curah Hujan
Dari data curah hujan yang didapat, dihitung curah hujan rencana dengan distribusi Gumbell. Sebagai pendekatan analisa frekuensi curah hujan ini hanya
dikhususkan pada curah hujan maksimum dalam satu tahun. Data curah hujan yang diambil dari 1 stasiun pencatat, yaitu stasiun Tempel yang terletak pada dusun
Karanggawang desa Mororejo kecamatan Tempel. Data curah hujan yang digunakan pada laporan ini didapat dari data sekunder
yang diambil dari Pemerintah Kabupaten Sleman Dinas Pengairan. Data curah hujan maksimum pada Stasiun Tempel tahun 1996-2008 dapat dlihat pada tabel berikut:
Tabel IV.3. Data Curah Hujan Maksimum Sta. Tempel
Tahun Jan Feb Mar Aprl Mei Juni Juli Ags Sep Okt Nov Des Jml Max
1996 266 227 192 115 14 42 8 75 - 529 391 274 2.133
529 1997 415 459 120 73 94 -
- -
- 15 65 358 1.599 459
1998 275 702 527 401 139 321 284
56 50 501 420 369 4.045
702 1999 404 340 446 211 215
3 66 16 - 308 426 381 2.816
446 2000 330 461 440 398 200
79 - -
- 362 256 299 2.825
461 2001 290 372 490 254 55 46 7 - 10 502
436 79 2.541 502
2002 378 535 334 339 101 20 -
- - - 106 590 2.403
590 2003 392 627 414 99 114
36 - - 17 133
339 538 2.709 627
2004 321 345 248 58 80 4 64 3 1 37 327 610 2.098 610
2005 330 266 238 170 31 25 61 41 42 160 194 314 1.872
330 2006 563 353 192 279 216
- 3 - - 2 62 466 2.136
563 2007 82 389 240 627 30 97 - - - 68 328 416
2.277 627
2008 314 404 406 153 11 15 - -
- 277 702 237 2.519
702
Sumber Dinas Pengariran Pemerintah Kabupaten Sleman
•
Perhitungan Curah Hujan Rencana dengan Metode Distribusi Gumbell
Data yang digunakan untuk menghitung curah hujan rencana dengan Distribusi Gumbell ini adalah data hujan selama 13 tahun dari tahun 1996 – 2008. Debit rencana
ditentukan untuk periode ulang 50 tahun.
LAPORAN TUGAS AKHIR
”Perencanaan Struktur Jembatan Rangka Baja Kali Krasak II” IV- 7 Pada perhitungan curah hujan rencana, curah hujan yang digunakan adalah curah
hujan maksimum yang terjadi dalam 1 tahun, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel dibawah ini :
Tabel IV.4. Perhitungan Curah Hujan Rencana
No Tahun R
mm R-
ř R-ř² 1 1996
529 -20,85 434,5621
2 1997 459 -90,85
8253,024 3 1998
702 152,15 23149,62
4 1999 446
- 103,85
10784,82 5 2000
461 -88,85 7894,323
6 2001 502 -47,85
2289,623 7 2002
590 40,15
1612,023 8 2003
627 77,15
5952,123 9 2004
610 60,15 3618,023
10 2005 330
- 219,85
48334,02 11 2006
563 13,15
172,9225 12 2007
627 77,15
5952,123 13 2008
702 152,15 23149,62
Jumlah 7,148 0,00
141596,83
Rumus :
ř =
n R
∑
=
ଵସ଼ ଵଷ
= 549,85 mm
S
x
= 1
² R
- R
_
−
∑
n =
12 83
, 141596
= 108,63
LAPORAN TUGAS AKHIR
”Perencanaan Struktur Jembatan Rangka Baja Kali Krasak II” IV- 8 Faktor Frekuensi Gumbell Rumus Subarkah 1980 :
K
r
= 0,78 ⎪⎭
⎪ ⎬
⎫ ⎪⎩
⎪ ⎨
⎧ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎣
⎡ ⎟⎟⎠
⎞ ⎜⎜⎝
⎛ − −
R
T 1
1 ln
- 0,45
K
r
= 0,78 ⎭
⎬ ⎫
⎩ ⎨
⎧ ⎥⎦
⎤ ⎢⎣
⎡ ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ − −
50 1
1 ln
- 0,45 K
r
= -0,43 R
50
=
−
R + K
r
S
x
= 549,85 – 0,43 108,63 = 503,14 mm
IV.2.2. Analisa Debit Banjir
Analisa debit banjir diperlukan untuk mengetahui besarnya debit banjir pada periode ulang tertentu. Periode ulang debit banjir yang direncanakan adalah 50
tahunan Q
Tr
=Q
50
karena luas DPS Daerah Pengaliran Sungai ≥ 200 Ha. Data
Sungai yang didapat, dihitung dari Peta Topografi yang didapat dari Dinas Bina
Marga Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Berikut ini adalah data sungai Krasak yang akan digunakan dalam perhitungan banjir rencana :
• Luas daerah Pengaliran Sungai DPS, A = 19,15 Km
2
• Panjang Sungai L = 9,19 Km panjang sungai dari hulu ke lokasi jembatan
• Kemiringan dasar sungai i = 0,14
• Selisih elevasi H = 9190 0,14 = 1286,6 m
Perhitungan banjir rencana akan menggunakan formula Rational Mononobe: Kecepatan aliran V
= 72.
6 ,
⎥⎦ ⎤
⎢⎣ ⎡
L H
= 72. 6
, 9190
6 ,
1286 ⎥⎦
⎤ ⎢⎣
⎡ = 22,131 m
2
dtk Time
concentration TC =
V L
= 131
, 22
9190 = 415,25 dtk = 6,92 jam
Intensitas hujan I =
24 R
x
67 ,
24 ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎣
⎡
C
T
LAPORAN TUGAS AKHIR
”Perencanaan Struktur Jembatan Rangka Baja Kali Krasak II” IV- 9 =
24 14
, 503
x 67
, 92
, 6
24 ⎥⎦
⎤ ⎢⎣
⎡
= 48,23
mmjam Debit
banjir Q
Tr
= 0,278 C.I.A = 0,278 0,6 48,23 19,15
= 154,057
m
3
dt C = 0,6 diambil koefesien run off sebesar 0,6 berdasarkan analisa secara visual
pada daerah lokasi jembatan, yaitu bahwa pada daerah sungai Krasak merupakan sungai besar yang lebih dari setengah daerah pengalirannya terdiri dari dataran,
sesuai dengan Tabel 2.6
Gambar IV. 2 Penampang Melintang Sungai Krasak
Q = .R
.S .A
R = dimana :
R = jari-jari
hidrolis S
= kemiringan saluran sloope = 0,14 A
= luas penampang basah P
= keliling basah n =
koefisien manning = 0,045
maka, n
1
= 0,045
n 1
3 2
2 1
P A
LAPORAN TUGAS AKHIR
”Perencanaan Struktur Jembatan Rangka Baja Kali Krasak II” IV- 10 A
1
= 17,84 h – 9,521
P
1
= 12,1
R
1
= 1
, 12
521 ,
9 84
, 17
− h
S
1
= 0,14 Q
1
= 045
, 1
.
3 2
1 ,
12 521
, 9
84 ,
17 ⎭
⎬ ⎫
⎩ ⎨
⎧ −
h . 0,14
. 17,84 h – 9,521
n
2
= 0,045
A
2
= 0,5 h-9,521+h-5,889 9,19
= 4,595 2h – 15,410
P
2
= 12,10
R
2
= 10
, 12
410 ,
15 2
595 ,
4 −
h S
2
= 0,14 Q
2
= 045
, 1
.
3 2
10 ,
12 410
, 15
2 595
, 4
⎭ ⎬
⎫ ⎩
⎨ ⎧
− h
. 0,14 . 4,595 2h – 15,410
n
3
= 0,045
A
3
= 0,5 h-5,889+h-8,317 7,37
= 3,685 2h – 14,206
P
3
= 7,77
R
3
= 77
, 7
206 ,
14 2
685 ,
3 −
h S
3
= 0,14 Q
3
= 045
, 1
.
3 2
77 ,
7 206
, 14
2 685
, 3
⎭ ⎬
⎫ ⎩
⎨ ⎧
− h
. 0,14 . 3,685 2h – 14,206
n
4
= 0,045
A
4
= 0,5h-8,317+h-6,1238,65
= 4,3252h-14,44 P
4
= 11,04
2 1
2 1
2 1
LAPORAN TUGAS AKHIR
”Perencanaan Struktur Jembatan Rangka Baja Kali Krasak II” IV- 11 R
4
= 04
, 11
44 ,
14 2
325 ,
4 −
h S
4
= 0,14 Q
4
= 045
, 1
.
3 2
04 ,
11 44
, 14
2 325
, 4
⎭ ⎬
⎫ ⎩
⎨ ⎧
− h
. 0,14 . 4,3252h-14,44
n
5
= 0,045
A
5
= 0,5h-6,123+h-6,1175,4
= 2,72h-12,24 P
5
= 5,52
R
5
= 52
, 5
24 ,
12 2
7 ,
2 −
h S
5
= 0,14 Q
5
= 045
, 1
.
3 2
52 ,
5 24
, 12
2 7
, 2
⎭ ⎬
⎫ ⎩
⎨ ⎧
− h
. 0,14 . 2,72h-12,24
n
6
= 0,045
A
6
= 0,5h-6,117+h-0,9058,36
= 4,182h-7,022 P
6
= 17,4
R
6
= 4
, 17
033 ,
7 2
18 ,
4 −
h S
6
= 0,14 Q
6
= 045
, 1
.
3 2
4 ,
17 022
, 7
2 18
, 4
⎭ ⎬
⎫ ⎩
⎨ ⎧
− h
. 0,14 . 4,182h-7,022
n
7
= 0,045
A
7
= 0,5h-0,905+h14,94
= 7,472h-0,905 P
7
= 15,05
R
7
= 05
, 15
905 ,
2 47
, 7
− h
S
7
= 0,14
2 1
2 1
2 1
LAPORAN TUGAS AKHIR
”Perencanaan Struktur Jembatan Rangka Baja Kali Krasak II” IV- 12 Q
7
= 045
, 1
.
3 2
05 ,
15 905
, 2
47 ,
7 ⎭
⎬ ⎫
⎩ ⎨
⎧ −
h . 0,14
. 7,472h-0,905
n
8
= 0,045
A
8
= 0,5h+h-1,96413,67
= 6,8352h-1,964 P
8
= 13,72
R
8
= 72
, 13
964 ,
1 2
835 ,
6 −
h S
8
= 0,14 Q
8
= 045
, 1
.
3 2
72 ,
13 964
, 1
2 835
, 6
⎭ ⎬
⎫ ⎩
⎨ ⎧
− h
. 0,14 . 6,8352h-1,964
n
9
= 0,045
A
9
= 0,5h-1,964+h-4,6514,57
= 7,2852h-6,614 P
9
= 18,88
R
9
= 88
, 18
614 ,
6 2
284 ,
7 −
h S
9
= 0,14 Q
9
= 045
, 1
.
3 2
88 ,
18 614
, 6
2 284
, 7
⎭ ⎬
⎫ ⎩
⎨ ⎧
− h
. 0,14 . 7,2852h-6,614
Debit total saluran Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9 154,057
m
3
dt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9
2 1
2 1
2 1
LAPORAN TUGAS AKHIR
”Perencanaan Struktur Jembatan Rangka Baja Kali Krasak II” IV- 13
Tabel IV.5. Hasil Perhitungan Debit
h m
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Jumlah 10
56 254 348 336 424 963 5312 4430
2423 14545 9
98 172 160 258 728 4417 3642
1850 11325 8 0
8 49
40 127
521 3590
2917 1341
8593 7
36 342 2833 2258 899 6368
6 0 0 0 0 0
195 2149
1668 531
4543 5
0 0 0 0 0 83 1543
1151 245
3022 4
0 0 0 0 0 13 1020
715 55
1803 3
0 0 0 0 0 0 587
365 0 953
2 0 0 0 0 0 0
256 117
0 373 1
0 0 0 0 0 0 45 0 0 45 Dengan cara coba-coba, nilai debit yang mendekati nilai debit rencana 50 tahunan,
yaitu pada ketinggian 2,0 meter. Berdasar hasil perhitungan di atas, maka minimal tinggi jembatan dari dasar sungai adalah h + tinggi jagaan = 2,0 + 1,5 = 3,5m
≈ 4 m.
IV.2.3 Analisa Terhadap Penggerusan Dasar Sungai
Penggerusan scouring terjadi di dasar sungai di bawah abutment akibat aliran sungai yang mengikis lapisan tanah dasar sungai. Dalamnya penggerusan dihitung
dengan menggunakan metode Lacey. Analisis penggerusan sungai diperhitungkan untuk keamanan dari adanya gerusan aliran sungai.
• Jenis tanah dasar adalah pasir kasar coarse sand, maka berdasarkan tabel 2.7
didapatkan faktor lempung lacey f = 1,5 •
Bentang jembatan L = 99 m •
Lebar alur sungai W = 55 m Rumusan yang dipakai untuk menganalisis gerusan sebagai berikut :
Untuk L W → d = 0,473 x
33 ,
⎟⎟⎠ ⎞
⎜⎜⎝ ⎛
f Q
dimana : d
= kedalaman gerusan normal dari muka air banjir m
LAPORAN TUGAS AKHIR
”Perencanaan Struktur Jembatan Rangka Baja Kali Krasak II” IV- 14 Q
= debit banjir maksimum m
3
det f
= faktor Lempung Lacey yang merupakan keadaan tanah dasar h
= tinggi muka air banjir m •
Dari rumus Lacey : d = 0,473 x
33 ,
⎟⎟⎠ ⎞
⎜⎜⎝ ⎛
f Q
= 0,473 x
33 ,
5 ,
1 373 ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛
= 2,9 m •
Karena kondisi aliran sungai Krasak adalah aliran lurus, maka : Kedalaman penggerusan maximum = 1,27 d Tabel 2.8
= 1,27 x 2,9 = 3,68 m dari muka air banjir
Kedalaman penggerusan yang terjadi = d – h = 3,68 m – 2,0 m = 1,683 m
Jadi, karena tinggi muka air banjir yang sangat rendah maka disini kedalaman dari
scouring tidak berpengaruh.
IV.3 Analisa Jaringan Jalan