Pengertian Jembatan Jenis – jenis Jembatan

BAB II PERILAKU DAN KARAKTERISTIK JEMBATAN

A. Pengertian Jembatan

Jembatan adalah suatu konstruksi yang gunanya untuk meneruskan jalan melalui rintangan yang permukaannya lebih rendah. Rintangan ini biasanya jalan, air, atau jalan lalu lintas. Jembatan merupakan investasi tertinggi dari semua elemen yang dapat di jumpai pada sistem jalan raya. Setiap kerusakan pada konstruksi tidak hanya merupakan suatu reduksi dalam investasi, akan tetapi lebih penting lagi dapat merupakan penyebab timbulnya gangguan-gangguan dalam kelancaran perputaran roda ekonomi serta dapat menimbulkan kecelakaan bagi manusia.

B. Syarat Pelaksanaan

Untuk merencanakan suatu jembatan, harus diketahui besarnya beban- beban serta gaya-gaya berikut, agar dapat dihitung tegangan-tegangan yang bekerja. Untuk kemudian menentukan dimensi-dimensi dari bagian-bagiannya. Beban-beban serta gaya-gaya pada jembatan jalan raya tersebut adalah sebagaimana tersebut di bawah ini :

1. Beban Primer

Beban primer adalah beban yang merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan-tegangan dalam perencanaan sebuah jembatan. Beban primer terdiri dari beban mati, beban hidup, dan kejut Universitas Sumatera Utara

a. Beban Mati

Beban mati adalah semua beban yang berasal dari berat sendiri jembatan atau bagian jembatan yang ditinjau termasuk segala unsur tambahan tetap yang dianggap merupakan satu-kesatuan tetap dengannya.

b. Beban Hidup

Beban hidup adalah semua beban yang berasal dari berat kendaraan- kendaraaan yang bergerak lalu lintas atau berat orang-orang yang berjalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan. Beban hidup di atas lantai kendaraan dinyatakan dalam dua macam yaitu Beban T dan Beban D. 1 Beban T Beban “T” adalah beban untuk lantai kendaraan yang dipergunakan untuk perhitungan kekuatan lantai kendaraan atau sistem lantai kendaraan jembatan. Beban “T” adalah beban oleh kendaraan truk yang mempunyai beban roda sebesar 10 ton dengan ukuran-ukuran serta kedudukan sebagaimana tertera pada gambar Gambar 2.1 Sistem Pembebanan T Universitas Sumatera Utara Beban Garis Beban Merata

2.75 m

dimana : a 1 = a 2 = 30,0 cm b 1 = 12,5 cm b 2 = 50,0 cm M S = Muatan rencana sumbu = 20 ton 2 Beban D Beban “D” adalah beban untuk jalur lalu-lintas yang dipergunakan untuk perhitungan kekuatan gelagar-gelagar. Beban “D” atau beban jalur adalah susunan beban pada setiap jalur lalu-lintas yang terdiri dari muatan terbagi rata sebesar “q” ton permeter panjang jalur, dan muatan garis P = 12 ton belum termasuk kejut dalam arah melintang jalur lalu-lintas tersebut. Gambar 2.2 Skema Beban D untuk Satu Jalur q = 2,2 Tonm’ untuk L ≤ 30 meter 2.1 q = 2,2 – 1,160 L-30 Tonm’ untuk 30 m L ≤ 60 meter 2.2 q = 1,1 { 1+ 30L } Tonm’ untuk L 60 meter 2.3 dimensi : L = Panjang dalam meter Universitas Sumatera Utara Dalam penggunaan beban “D” tersebut untuk suatu jembatan berlaku keadaan, bahwa apabila ketentuan tersebut mempunyai lebar lantai kendaraan lebih besar 50 meter, beban “D” sepenuhnya hanya berlaku pada lebar jalur sebesar 5,50 meter, sedangkan lebar selebihnya dibebani hanya 50 dari beban “D” tersebut sebagaimana dijelaskan pada gambar 2.3 Gambar 2.3 Skema Beban D untuk Lebar Dua Jalur 3 Beban pada Trotoir, Kerb, dan Sandaran Konstruksi dari trotoir harus diperhitungkan terhadap beban hidup sebesar 500 kgcm². dalam perhitungan kekuatan gelagar-gelagar karena pengaruh beban hidup pad trotoir, diperhitungkan beban 60 dari muatan hidup trotoir tersebut di atas Menurut PU 1987 Kerb yang terdapat pad tepi-tepi lantai kendaraan, harus diperhitungkan dapat menahan satu beban horizontal ke arah melintang sebesar 500 kg, yang bekerja pada puncak kerb yang bersangkutan, atau pad tinggi 25 cm di atas permukaan lantai kendaraan, apabila kerb yang bersangkutan lebih tinggi dari 25 cm, tiang-tiang sandaran pada setiap tepi trotoir harus diperhitungkan dapat menahan muatan horizontal sebesar 100 kgm’, yang bekerja pada tinggi 90 cm di atas lantai trotoir. Universitas Sumatera Utara 4 Kejut Untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh getaran-getaran dan pengaruh dinamis lainnya, tegangan-tegangan akibat beban “D” harus dikalikan dengan koefisien kejut. Koefisien kejut itu ditentukan dengan rumus : φ = 1 + L + 50 20 2.4 dimana : φ = koefisien kejut L = panjang jembatan

2. Beban Sekunder

Beban sekunder adalah beban pada jembatan yang merupakan beban sementara, yang selalu bekerja untuk perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan. Pada umumnya beban ini mengakibatkan tegangan-tegangan yang relatif kecil daripada tegangan-tegangan akibat muatan primer, dan biasanya tergantung daripad bentang, sistem jembatan, bahan dan keadaan setempat. Beban sekunder terdiri dari :

a. Beban angin

b. Gaya akibat rangkak dan susut c. Gaya rem dan traksi

a. Beban angin

Pengaruh tekanan angin pada jembatan ditinjau berdasarkan bekerjanya beban angin horizontal terbagi rata pada bidang vertikal jembatan dalam arah tegak lurus sumbu memanjang jembatan. Universitas Sumatera Utara Jumlah luas bidang vertikal jembatan yang dianggap terkena oleh angin ditetapkan sebesar satu setengah kali jumlah luas bagian sisi jembatan. Apabila ada beban hidup di jembatan, maka luas tersebut ditambah dengan luas bidang vertikal beban hidup yang tidak terlindung oleh bagian-bagian sisi jembatan. Bidang vertikal beban hidup ditetapkan sebagai suatu permukaan bidang vertikal yang mempunyai tinggi menerus sebesar dua 2 meter di atas lantai kendaraan. Dalam memperhitungkanjumlah luas bagian – bagian jembatan pada setiap sisi dapat digunakan ketentuan sebagai berikut : 1. Untuk jembatan berdinding penuh diambil sebesar 100 terhadap luas bidang sisi jembatan yang bersangkutan 2. untuk jembatan rangka diambil sebesar 30 terhadap luas bidang sisi jembatan yang bersangkutan

b. Gaya Rangkak dan Susut

Pengaruh rangkak dan susut pada bahan beton dan bahan baja terhadap konstruksi, apabila tidak ditentukan, harus pula ditinjau. Besarnya pengaruh ini, apabila tidak ada ketentuan lain, dapat dianggap senilai dengan gaya yang timbul akibat turunnya suhu sebesar 15 ºC.

c. Gaya Rem dan Traksi

Bekerjanya gaya-gaya diarah memanjang jembatan, akibat gaya rem dan traksi, harus ditinjau berlaku untuk kedua jurusan lalu lintas. Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan pengaruh gaya rem sebesar 5 dari muatan D tanpa Universitas Sumatera Utara koefisien kejut yang memenuhi semua jalur lalu lintas yang ada, dalam arah sumbu jembatan dengantitik tankap setinggi 1,20 meter di atas permukaan lantai kendaraan.

3. Beban Khusus

Beban khusus adalah beban yang merupakan muatan khusus untuk perhitungan tegangan pada perencanaan jembatan. Beban ini bersifat : 1. Tidak selalu bekerja pad jembatan 2. Hanya berpengaruh pada sebagian jembatan 3. Hanya bekerja pada system-sistem tertentu Beban khusus terdiri dari : 1. Gaya akibat gempa 2. Gaya sentrifugal 3. Gaya akibat gesekan pada tumpuan bergerak 4. Gaya dan muatan selama pelaksanaan 5. Gaya akibat aliran air dan benda-benda hanyut 6. Gaya akibat tekanan tanah Beban-beban dan gaya-gaya yang lain daripada yang tersebut di atas perlu diperhatikan, apabila hal tersebut menyangkut dari suatu jembatan, antara lain sehubungan dengan bentuk sistem dan keadaan setempat jembatan. Universitas Sumatera Utara T B T H

4. Syarat Ruang Bebas a. Profil Ruang Bebas Jembatan

Yang dimaksud dengan profil ruang bebas jembatan adalah tinggi dan lebar ruang bebas jembatan dengan ketentuan : 1 Tinggi minimum untuk jembatan tertutup adalah 5 meter 2 Lebar minimum untuk jembatan ditetapkan menurut jumlah jalur lalu lintas B ditambah dengan kebebasan samping minimum 2 x 0,5 meter Gambar 2.4 Ruang Bebas Jembatan dimana : H = Tinggi minimum jembatan T = Lebar trotoir minimum B = Lebar kendaraan Universitas Sumatera Utara

C. Elemen-elemen Lantai Kendaraan 1. Lapisan Aus

Lapisan aus berfungsi sebagai lapisan yang langsung menerima lalu lintas kendaraan dan ditempatkan di atas konstruksi lantai. Konstruksi lantai yang dilaksanakan dengan cara demikian itu disebut konstruksi lantai monolit. Lapisan aus dapat terdiri dari bebas aspal atau bebas beton semen Portland yan tidak berfungsi sebagai penahan beban.

2. Konstruksi Lantai Deck

Konstruksi lantai pelat berfungsi sebagai pemikul beban dari keseluruhan konstruksi lantai kendaraan. Konstruksi lantai terdiri dari : a. Beton bertulang b. Pelat baja dengan lapisan aus tipis di atasnya c. Pelat baja bergelombang yang diisi beton tumbuk di atasnya d. Papan – papan kayu

3. Trotoir

Trotoir digunakan untuk lalu lintas orang. Trotoir terdiri dari : a. Beton bertulang b. Pelat baja c. Pelat kayu

4. Kerb

Kerb dibuat tergabung menjadi satu dengan trotoir. Kerb terbuat dari : a. Beton bertulang b. Balok – balok granit c. Kayu d. Pelat baja Universitas Sumatera Utara

5. Sandaran

Sandaran jembatan dipasang pada kedua tepi sistem lantai kendaraan serta berfungsi sebagai konstruksi pengaman bagi lalu lintas kendaraan maupun pejalan kaki. Bentuk konstruksi sandaran banyak variasinya, demikian pula bahan-bahan baku untuk pelaksanaan konstruksinya. Beberapa jenis bahan yang biasanya digunakan adalah : a. Beton bertulang b. Kombinasi beton bertulang pada pipa gas c. Baja siku d. Pipa gas e. Kayu.

D. Elemen-elemen Bangunan Atas

1. Gelagar Canai

Gelagar canai biasanya digunakan untuk jembatan-jembatan dengan bentang pendek. Gelagar biasanya dipasarkan oleh pabrik sebagai suatu unit lengkap terdiri dari dua buah flens dan badannya. Kedua flens itu menahan momen lentur sedangkan badannya memikul gaya lintang. Jenis-jenis yang biasa digunakan adalah : a. Gelagar standart Standart Beam, INP b. Gelagar dengan flens lebar Wide Flange Beam, DIN c. Baja kanal Channel Section, profil kanal Universitas Sumatera Utara

2. Gelagar Berdinding Penuh Tersusun

Gelagar berdinding penuh digunakan pada jembatan-jembatan untuk bentang-bentang sedang yang tidak memerlukan rangka batang akan tetapi membutuhkan gelagar yang lebih besar daripada gelagar canai. Perhitungan dari sudut ekonomi sebaiknya tidak lebih dari 20 – 30 cm. Elemen-elemen dasar dari gelagar berdinding penuh adalah beban dengan kedua flens yang dilas atau jembatan statis tertentu di atas dua buah perletakan, ½ bagian atas dari gelagar berdinding penuh akan memikul tekan, sedangkan ½ bagian bawah akan memikul tarik.

3. Gelagar Beton

Gelagar-gelagar beton biasanya diberikan tulangan yang harus memikul tegangan-tegangan tarik, sedangkan betonnya sendiri harus menahan tegangan- tegangan tekan dan sedikit geser. Gelagar biasanya berbentuk pelat persegi atau balok T dengan ukuran tinggi lebih besar daripada tebal badannya. Biasanya bentang yang diijinkan maksimum 20 meter, ditinjau dari segi pelaksanaan dan ekonomisnya.

4. Rangka Batang Truss

Rangka batang merupakan suatu bentuk konstruksi yang dapat memikul beban-beban besar dan dapat digunakan pada jembatan-jembatan dengan bentang yang lebih besar daripad bentang-bentang yang menggunakan gelagar canai atau gelagar dinding penuh. Pada umumnya rangka batang digunakan pada keadaan bentang lebih besar dari 30 meter. Batang tepis atas dan batang tepi bawah berfungsi sebagai kedua flens pada gelagar canai, sedangkan batang- batang diagonal dan vertikal bekerja sebagai badannya. Universitas Sumatera Utara d c b a Jenis – jenis rangka batang dapat dibagi dalam jembatan – jembatan : a. “Through type” dengan rangka batangnya menjulang ke atas dan system lantai kendaraan di bawah, seperti pada gambar 2.5 a dan b b. “Deck type” dengan rangka batangnya dipasang arah ke bawah dan system lantai kendaraan di atas, seperti pada gambar 2.5 c dan d Gambar 2.5 Skematis Rangka Batang “Through Type” dan “Deck Type” Adapun elemen – elemen dari masing – masing rangka batang dapat diuraikan sebagai berikut :

a. Batang Tepi

Dalam rangka batang, elemen-elemen bagian atas dan bawah yang membentang pada seluruh panjangnya disebut batang tepi atas dan batang tepi bawah. Untuk jembatan statis tertentu di atas dua 2 perletakan, batang tepi atas selalu memikul gaya tekan, sedangkan batang tepi bawah memikul gaya tarik. Kedua elemen jembatan ini yaitu batang tepi atas dan batang tepi bawah merupakan bagian utama dari jembatan. Kerusakan-kerusakan pada kedua batang tepi ini dapat menyebabkan tidak amannya keseluruhan konstruksi jembatan. Universitas Sumatera Utara

b. Batang Diagonal

Batang-batang diagonal yang dipasang antara kedua batang tepi merupakan unsure-unsur badan dari konstruksi rangka batang. Bergantung kepada bentuk kerangka batangnya, maka batang-batang diagonal bias mengalami tarik ataupun tekan. Batang–batang diagonal termasuk pula pada bagian-bagian vital dari jembatan. Sehingga apabila timbul kerusakan-kerusakan pada bagian-bagian ini, konstruksi keseluruhan jembatan menjadi kurang aman.

c. Batang Vertikal

Batang vertival termasuk unsur badan dari jembatan rangka. Batang- batang dapat menahan gaya tarik atau gaya tekan, bergantun pada konfigurasi rangka batangnya. Sebagian besar dari batang-batang vertikal merupakan unsur penting pada konstruksi jembatan, sehingga apabila terjadi kerusakan dapat mengakibatkan tidak amannya konstruksi.

d. Ikatan Ayun

Ikatan ayun adalah elemen-elemen sekunder yang menghubungkan kedua rangka batang melalui dua buah titik kumpul panil antara bukan panil ujung. Fungsinya adalah memberikan stabilitas dalam arah melintang dan memindahkan gaya geser dari rangka batang satu kepada yang lainnya.

e. Ikatan Angin Atas

Letaknya pada bidang-bidang tepi atas memberikan stabilitas dalam arah melintang kepada kedua rangka batang serta memikul tegangan-tegangan akibat gaya angin. Universitas Sumatera Utara

f. Ikatan Angin Bawah

Letaknya pada bidang-bidang tepi bawah memberikan stabilitas dalam arah melintang kepada kedua rangka batang serta memikul tegangan-tegangan akibat gaya angin.

g. Gelagar Melintang

Dipasang antara titik kumpul panil serta menghubungkan kedua rangka batang. Gelagar melintang menerima gaya-gaya dari konstruksi lantai, gelagar memanjang dan meneruskannya kepad rangka batang.

h. Gelagar Memanjang

Dipasang antara gelagar-gelagar melintang serta memberikan dukungan pada konstruksi lantai. Beban lantai diterima oleh gelagar memanjang kemudian oleh gelagar memanjang diteruskan kepada gelagar melintang dan kepada kedua rangka batang.

i. Pelat Pertemuan Buhul

Pelat ini menghubungkan unsur-unsur konstruksi dari sebuah rangka batang. Elemen-elemen dari d – h dapat dianggap sebagai unsur-unsur sekunder pada konstruksi, tetapi bukan dianggap tidak penting sehingga apabila salah satu elemen sekunder ini rusak tidak akan mengakibatkan tidak amannya keseluruhan konstruksi. Universitas Sumatera Utara

E. Jenis – jenis Jembatan

Menurut Struyk Jembatan hal 1-2, jembatan dapat dibagi dalam beberapa golongan – golongan, yaitu : I. Jembatan-jembatan tetap II. Jembatan-jembatan dapat digerakkan Golongan I dapat dibagi dalam beberapa bagian antara lain : 1. Jembatan Kayu, hanya untuk lalu lintas biasa pada bentang kecil dan untuk jembatan pembantu 2. Jembatan Baja, terbagi atas : a. Jembatan yang sederhana dimana lantai kendaraannya langsung berada di atas gelagar-gelagar. Untuk gelagar-gelagar itu dipergunakan gelagar- gelagar yang dikonstruir atau gelagar-gelagar canai b. Jembatan-jembatan gelagar kembar, hanya untuk lalu lintas kereta api dengan batang rel di antara balok-balok. c. Jembatan dengan pemikul lintang dan pemikul memanjang, gelagar induknya ialah gelagar dinding penuh yang dikonstruir atau gelagar pekerjaan d. Jembatan Pelengkungan e. Jembatan Gantung 3. Jembatan-jembatan dari beton bertulang, dalam golongan ini termasuk juga jembatan-jembatan yang gelagar-gelagarnya di dalam beton 4. Jembatan Batu, hamper tidak ada kecuali dipergunakan untuk lalu lintas biasa. Universitas Sumatera Utara Golongan II Jembatan-jembatan dapat digerakkan, antara lain adalah: 1. Jembatan-jembatan yang dapat berputar di atas poros mendatar, yaitu a. Jembatan-jembatan angkat, b. Jembatan-jembatan baskul, c. Jembatan lipat Strauss, 2. Jembatan yang dapat berputar di atas poros mendatar juga termasuk poros- poros yang dapat berpindah sejajar dan mendatar, seperti yang dinamakan jembatan-jembatan baskul beroda 3. Jembatan-jembatan yang dapat berputar atas suatu poros tegak, atau jembatan-jembatan putar 4. Jembatan yang dapat berkisar kea rah tegak lurus atau mendatar a. Jembatan angkat, b. Jembatan beroda, c. Jembatan gojah atau ponts transbordeur, Menurut Patar M Pasaribu Jembatan Rangka hal 1, menjelaskan bahwa konstruksi jembatan baja dapat dilaksanakan dengan berbagai jenis dan bentuk, antara lain: 1. Jembatan Gelagar Sederhana Simple Beam Bridge 2. Jembatan Berdinding Penuh Plate Girder Bridge 3. Jembatan Komposit Composite Bridge 4. Jembatan Bentuk Kotak Box Girder Bridge 5. Jembatan Rangka Truss Bridge Frame Girder Bridge 6. Jembatan Balok Rangka Lengkung Arch Spans Frame Girder Bridge 7. Jembatan Rangka Overhang Through Cantilever Truss Universitas Sumatera Utara 8. Jembatan Gantung Suspension Bridge 9. Jembatan Kabel Kaku Cable Stayed Bridge Kemudian Patar M Pasaribu Jembatan Rangka hal 19 membagi jenis- jenis jembatan rangka berdasarkan bebarapa keadaan, antara lain sebagai berikut : 1. Sistem lalu lintas yang melaluinya, a. Jembatan Rangka Tertutup 1 Lalu lintas di atas Gelagar Melintang di bagian atas rangka utama 2 Lalu lintas di bawah Gelagar Melintang di bagian bawah rangka utama b. Jembatan Rangka Terbuka tidak mempunyai Portal ujung dan ikatan angin Atas 2. Bentuk Utama Rangka Batang, yaitu a. Jembatan Rangka dengan Batang dengan Batang Tepi Lurus b. Jembatan Rangka dengan Batang dengan Batang Tepi Atas Lengkung c. Jembatan Rangka dengan Batang dengan Batang Tepi Bawah Lengkung d. Jembatan Rangka Pelengkung Tiga Sendi e. Jembatan Rangka Pelengkung dengan Tumpuan Sendi-sendi f. Jembatan Rangka Overhang g. Jembatan Rangka Gabungan h. Jembatan Rangka di Atas Beberapa Tumpuan dengan bentuk lurus atau pelengkung yang merupakan konstruksi statis tertentu maupun statis tak tentu i. Jembatan Rangka Khusus, misalnya Jembatan Balley, Jembatan Callendar Hamilton, Jembatan Bijlaard, dan lain – lain Universitas Sumatera Utara 3. Statika Konstruksi, yaitu : a. Jembatan Rangka Statis Tertentu b. Jembatan Rangka Statis Tak Tentu 4. Letak dan Bentuk dari Rangka Batang, yaitu : a. Jembatan Rangka dengan Batang Diagonal Naik b. Jembatan Rangka dengan Batang Diagonal Turun c. Jembatan Rangka dengan Batang Diagonal Naik dan Turun d. Jembatan Rangka Batang Diagonal Rangkap e. Jembatan Rangka Batang Bentuk K f. Jembatan Rangka Batang Bentuk Belah Ketupat Menurut Peraturan Muatan Untuk Jembatan Jalan Raya, berdasarkan muatan yang melaluinya jembatan dapat di bagi menjadi beberapa kelas, yaitu : 1. Jembatan Kelas I 2. Jembatan Kelas II 3. Jembatan Kelas III Selain jenis-jenis di atas ada juga pembagian jembatan. Jenis-jenis jembatan berdasarkan keadaaan perletakannya dapat dibagi dalam 2 dua bagian adalah sebagai berikut : 1. Jembatan Sederhana di atas 2 dua Perletakan Jenis jembatan ini terdiri dari gelagar-gelagar yang terpisah untuk setiap bentang yang pada salah salah satu ujungnya diletakkan di atas tumpuan tetap sendi, sedangkan pada ujung lainnya diletakkan di atas tumpuan yang dapat bergerak rol. Jenis – jenis jembatan ini adalah sebagai berikut : Universitas Sumatera Utara h L L h L h

a. Rangka Batang WARREN

Gambar 2.6 Rangka Batang WARREN

b. Rangka Batang PRATT

Gambar 2.7 Rangka Batang PRATT

c. Rangka Batang HOWE

Gambar 2.8 Rangka Batang HOWE Universitas Sumatera Utara L h

d. Rangka Batang CURVED

Gambar 2.9 Rangka Batang CURVED 2. Jembatan Menerus di atas Beberapa Perletakan Bangunan atas dari Jembatan jenis ini diletakkan menerus di atas beberapa buah perletakan. Keuntungan-keuntungan dari jembatan yang menggunakan konstruksi menerus, adalah sebagai berikut : a. Reduksi dalam tinggi bangunan atas b. Reduksi dalam jumlah sambungan lantai c. Gaya dukung cadangan lebih besar Adapun beberapa contoh dari konstruksi menerus di atas beberapa perletakan adalah sebagai berikut :

a. Rangka Batang Menerus

Gambar 2.10 Rangka Batang Menerus Universitas Sumatera Utara

b. Rangka Batang Dinding Penuh Menerus

Gambar 2.11 Rangka Batang Dinding Penuh Menerus c. Gelagar Canai Menerus Gambar 2.12 Gelagar Canai Menerus

F. Jembatan Komposit