Analisis dan Desain Jembatan Frame, Kolom “V”, Box Girder, dengan Mempertimbangkan Beban Gempa

ANALISIS DAN DESAIN JEMBATAN FRAME, KOLOM “V”,
BOX GIRDER, DENGAN MEMPERTIMBANGKAN BEBAN
GEMPA

SISCA VERONICA
F44090056

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis dan Desain
Jembatan Frame, Kolom “V”, Box Girder, dengan Mempertimbangkan Beban
Gempa adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2013
Sisca Veronica
NIM F44090056

ABSTRAK
SISCA VERONICA. Analisis dan Desain Jembatan Frame, Kolom “V”, Box
Girder, dengan Mempertimbangkan Beban Gempa. Dibimbing oleh ERIZAL dan
MUHAMMAD FAUZAN.
Laju pertumbuhan ekonomi, sosial, budaya dan lingkungan dipengaruhi oleh
ketersediaan infrastruktur, seperti jembatan. Jembatan sering dijadikan icon suatu kota.
Pemilihan struktur jembatan penting disesuaikan dengan kekuatan struktur dan stabilitas,
kelayanan struktur, keawetan, kemudahan pelaksanaan, ekonomis, dan estetika. Kekuatan struktur
jembatan di Indonesia sangat dipengaruhi oleh beban gempa karena rawan gempa. Oleh karena
itu, proyek pembangunan fly over Simpang Jam di Kota Batam ini perlu dibangun dan diteliti.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dan mendesain jembatan frame dengan kolom “V”
dan box girder, dengan mempertimbangkan beban gempa, dan mendesain tulangan struktur beton.
Metode yang dilakukan adalah pengumpulan data, preliminary dimensi, pemodelan di CSI Bridge,
dan desain tulangan. Penelitian dilaksanakan dari bulan April sampai Juli 2013 di Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor. Hasil gaya-gaya dalam maksimum yang
diperoleh terjadi pada kombinasi ULS-4a dan SLS-4a yaitu nilai momen adalah 66298,6 kNm dan
37494 kNm sedangkan nilai gaya geser adalah 9735,711 kN dan 6346,73 kN. Berdasarkan hasil
tersebut, kebutuhan tulangan lentur box girder bagian top slab adalah D19-100 dan D19-200,
bagian bottom slab dan web adalah D16-150. Sedangkan, kebutuhan tulangan geser box girder
hanya bagian web yaitu D16-150. Kebutuhan tulangan kolom “V” adalah D25-150 untuk lentur
dan D16-150 untuk geser.
Kata kunci : boxgirder, CSI Bridge, gempa, jembatan frame, kolom“V”

ABSTRACT
SISCA VERONICA. Analysis and Design of Frame Bridge, “V” Column, Box
Girder, Consider to Earthquake Load. Supervised by ERIZAL and
MUHAMMAD FAUZAN.
The growing of economic, social, cultural and environmental influenced by the
availability of infrastructure, such as bridges. The bridges often used as a city icon. Selection of
bridge structures important to adapt the structural strength and stability, serviceability structure,
durability, ease of implementation, economic, and aesthetic. Strength of bridge structure in
Indonesia is strongly influenced by earthquake load. Therefore, the construction of flyover
Simpang Jam Batam needs to be built and studied. This study aims to analyze and design the
frame bridge with "V"column and boxgirder, consider to earthquake load, and design reinforced

concrete structures. The methods are data collection, preliminary dimension, modeling in CSI
Bridge, and reinforcement design. The study started at April to July 2013 in Department of Civil
and Environmental Engineering, Bogor Agricultural University. The result is the maximum forces
obtained occurs in combination ULS-4a and SLS-4a, that moment values are 66298.6 kNm and
37494 kNm, whereas shear force values are 9735.71 kN and 6346.73 kN. Based on the results,
boxgirder flexural reinforcement at top slab is D19-100 and D19-200, bottom slab and web are
D16-150. Meanwhile, boxgirder shear reinforcement needs only at web is D16-150. Column "V"
reinforcement is D25-150 to flexural and D16-150 to shear.
Keywords : boxgirder, CSI Bridge, earthquakes, bridge frame, "V"column

ANALISIS DAN DESAIN JEMBATAN FRAME, KOLOM “V”,
BOX GIRDER, DENGAN MEMPERTIMBANGKAN BEBAN
GEMPA

SISCA VERONICA

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2013

Judul Skripsi : Analisis dan Desain Jembatan Frame, Kolom “V”, Box Girder,
dengan Mempertimbangkan Beban Gempa
Nama
: Sisca Veronica
NIM
: F44090056

Disetujui oleh

Dr. Ir. Erizal, M.Agr
Pembimbing I

Muhammad Fauzan, S.T, M.T

Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2013 ini adalah analisis dan
desain jembatan frame dengan menggunakan komponen struktur berupa kolom
“V” dan box girder serta memperhitungkan kekuatan struktur berdasarkan peta
gempa terbaru, yaitu Peta Hazard Gempa Indonesia 2010.
Penelitian dan penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan juga atas dukungan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu, terima kasih penulis ucapkan kepada :
1. Dr. Ir. Erizal, M.Agr, sebagai dosen pembimbing pertama yang telah
senantiasa membimbing penulis selama menyelesaikan skripsi ini dan telah

memberikan masukan yang sangat bermanfaat bagi penulis.
2. M. Fauzan, ST. MT., sebagai dosen pembimbing kedua yang telah
memberikan banyak ilmu, bimbingan dalam penyelesaian skripsi, dan
persiapan untuk menghadapi dunia kerja.
3. Sutoyo, STP, M.Si, sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan
yang bermanfaat, baik untuk penulis maupun untuk skripsi ini.
4. Staf Tata Usaha Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Pak Atip, Bu
Dahlia, Pak Udin, serta Staf Tata Usaha Fakultas Teknologi Pertanian yang
telah membantu penulis dalam hal administrasi.
5. Orang tua, Kakak Novia, Abang Riyadi, Abang Harklan, dan semua keluarga
Siagian dan Aruan yang selama ini telah mendukung dan mendoakan penulis
dalam menyelesaikan skripsi ini.
6. Teman-teman MFA yang setiap hari berjuang dalam penyelesaian project, M.
Hafiz Abdillah, Yessy Ratnasari, M. Fakhril, Septiana W., dan Rafdi Azra
7. Teman-teman satu angkatan, satu perjuangan, Teknik Sipil dan Lingkungan
Institut Pertanian Bogor angkatan 46 yang tidak dapat disebutkan satu per satu,
untuk setiap cerita membangun, semangat, dan dukungannya.
8. Seluruh teman-teman, PMK, Rohkris 81, Ganezvara Dhiprarastra, Carvedium
7, rekan-rekan IPB, dan yang tidak bisa disebutkan satu per satu, untuk setiap
motivasi yang telah diberikan.

Akhirnya penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan
kontribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik
Sipil dan Lingkungan.

Bogor, Juli 2013
Sisca Veronica

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

4

Tujuan Penelitian

4

Manfaat Penelitian

4

Ruang Lingkup Penelitian

4

TINJAUAN PUSTAKA

5

Jembatan

5

Jembatan Frame

5

Kolom V

7

Box Girder

7

Filosofi Perencanaan

8

Rencana Tegangan Kerja

8

Rencana Keadaan Batas

8

Beban-beban Rencana

10

Beban Permanen

10

Beban Lalu Lintas

12

Beban Lingkungan

15

Gempa

16

Kombinasi Pembebanan

16

Beton Bertulang

18

Beton Prategang

19

METODE

20

Waktu dan Tempat

20

Bahan

22

Alat

22

Tahapan Penelitian

22

HASIL DAN PEMBAHASAN
Perencanaan Struktur Atas dan Struktur Bawah

22
22

Perencanaaan Box Girder

23

Perencanaan Kolom “V”

24

Input Pembebanan

25

Hasil Gaya-Gaya Dalam

31

Kontrol Keamanan

33

Desain Tulangan

34

SIMPULAN DAN SARAN

36

Simpulan

36

Saran

37

DAFTAR PUSTAKA

37

LAMPIRAN

39

RIWAYAT HIDUP

60

DAFTAR TABEL
1

Faktor Beban Tegangan Kerja dan Keadaan Batas Ultimit

9

2

Berat isi dan kerapatan massa untuk beban mati

11

3

Koefisien seret, CW

15

4

Kecepatan angin rencana, Vw

15

5

Ss dengan koefisien Fa

16

6

S1 dengan koefisien Fv

16

7

Kombinasi beban pada keadaan SLS dan keadaan ULS

17

8

Kombinasi pembebanan berdasarkan faktor beban SLS

25

9

Kombinasi Pembebanan berdasarkan faktor beban ULS

25

10 Hasil perhitungan tendon longitudinal

27

11 Akselerasi spektrum gempa 2010

30

12 Nilai gaya-gaya dalam maksimum kombinasi ULS

32

13 Nilai gaya-gaya dalam maksimum kombinasi SLS

32

14 Hasil perhitungan As box girder secara transversal

35

15 Hasil perhitungan tulangan lentur transversal box girder

35

16 Hasil perhitungan tulangan lentur longitudinal box girder

35

17 Hasil perhitungan Vc box girder secara transversal

36

18 Hasil perhitungan tulangan geser transversal box girder

36

19 Hasil perhitungan tulangan susut box girder

36

DAFTAR GAMBAR
1

Tipe-tipe jembatan

1

2

Peta respon spektra percepatan 0,2 detik (SS) di batuan dasar (SB) untuk
probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun

3

Peta respon spektra percepatan 1,0 detik (S1) di batuan dasar (SB) untuk
probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun

3

4

Perbandingan antara jembatan girder dan jembatan frame

5

5

Diagram geser dan distribusi momen pada kolom jembatan frame
terhadap beban merata
6

6

Tipe-tipe aplikasi jembatan frame

7

7

Jembatan balok V di Simpang Semanggi, Jakarta

7

3

8

Tipikal penampang melintang jembatan gelagar kotak (box girder)

9

Pengaruh Primer dan Sekunder Pratekan

8
11

10 Penyebaran beban lajur “D” pada arah melintang

12

11 Truk “T”

13

12 Faktor beban dinamis untuk KEL pembebanan lajur “D”

13

13 Pembebanan pejalan kaki

14

14 Diagram tegangan-regangan pada penampang beton bertulang

18

15 Pembengkokan tulangan geser

18

16 Skematik beban torsi

19

17 Struktur girder prategang

19

18 Foto Udara Pulau Batam

20

19 Lokasi Proyek Fly Over Simpang Jam di Pulau Batam

21

20 Foto Udara Simpang Jam

21

21 Situasi Jalan Simpang Jam

21

22 Potongan Memanjang Jembatan

23

23 Potongan Melintang Jembatan

23

24 Hasil Pemodelan Struktur Jembatan menggunakan CSI Bridge

23

25 Perencanaan Variasi Kedalaman Box Girder

23

26 Dimensi Kolom “V” (a) penampang atas; (b) penampang bawah

24

27 Distribusi tendon dari tampak memanjang

27

28 Distribusi beban “D” secara transversal

28

29 Penginputan beban truk “T”

28

30 Beban tumbukan dari kendaraan arah memanjang

29

31 Beban tumbukan dari kendaraan arah melintang

29

32 Nilai suhu

29

33 Peta percepatan puncak (PGA) di batuan dasar (SB) untuk probabilitas
terlampaui 2% dalam 50 tahun(a); Peta respon spektra percepatan 0,2
detik (SS) di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam
50 tahun(b); Peta respon spektra percepatan 1,0 detik (S1) di batuan dasar
(SB) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun(c); Keterangan
nilai gravity berdasarkan warna gambar(d)
30
34 Grafik hasil respon spektrum

31

35 Hasil gaya-gaya dalam akibat beban mati (berat sendiri)

31

36 Gaya-gaya dalam akibat SLS (envelope)

32

37 Gaya-gaya dalam akibat ULS (envelope)

32

38 Tegangan akibat kombinasi SLS

33

39 Deformasi girder akibat beban sendiri (dead load)

33

40 Input data dalam program PCACOL

34

41 Diagram interaksi kolom “V” penampang (4 x 2) m

34

42 Permodelan 1 meter box girder dan hasil gaya-gaya dalam

35

DAFTAR LAMPIRAN
1

Daftar notasi

39

2

Perhitungan gempa

41

3

Perhitungan penulangan lentur

42

4

Perhitungan penulangan geser

43

5

Perhitungan penulangan torsi

44

6

Perhitungan tendon transversal girder

45

7

Tahapan penelitian

46

8

Kombinasi UDL

47

9

Distribusi tendon secara longitudinal

51

10 Distribusi tendon secara transversal

52

11 Tulangan Girder dan Kolom

59

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Gerak laju dan pertumbuhan ekonomi, sosial, budaya dan lingkungan
dipengaruhi oleh ketersediaan infrastruktur, seperti jembatan. Di samping itu
pembangunan prasarana transportasi darat khususnya jembatan dapat
memperkukuh kesatuan dan persatuan nasional untuk memantapkan pertahanan
dan keamanan nasional dalam menuju masyarakat yang adil dan sejahtera,
sebagaimana yang diamanatkan dalam UU No. 38 Tahun 2004 tentang Jalan.
Jembatan adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan dua
bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan seperti lembah yang
dalam, alur sungai, danau, saluran irigasi, kali, jalan kereta api, jalan raya yang
melintang tidak sebidang, dan lain sebagainya. Selain menjadi penghubung,
jembatan juga dijadikan icon suatu kota. Klasifikasi tipe struktur jembatan secara
umum (Agus 2001) ada 6 tipe (Gambar 1).
1. Jembatan gelagar (girder bridge)
2. Jembatan pelengkung/busur (arch bridge)
3. Jembatan rangka (truss bridge)
4. Jembatan portal (rigid frame bridge)
5. Jembatan gantung (suspension bridge)
6. Jembatan kabel (cable stayed bridge)

Gambar 1 Tipe-tipe jembatan
Penentuan bentuk struktur jembatan ada di tahap perencanaan. Perencanaan
jembatan harus sesuai peraturan yang berlaku. Berdasarkan perkembangan
teknologi saat ini, peraturan perencanaan yang dapat digunakan perencana adalah
peraturan perencanaan jembatan dari BMS 1992, SNI T-02-2005, SNI T-12-2004,
dan SNI 2833:2008. Pada pelaksanaan perencanaan teknis atau Detail
Engineering Design (DED) jembatan standar maupun jembatan khusus harus
memenuhi kriteria dasar perencanaan teknis berikut ini :
1. Kekuatan Unsur Struktural dan Stabilitas Keseluruhan
Setiap unsur harus mempunyai kekuatan memadai untuk menahan beban
batas ultimit dan struktur sebagai kesatuan dari setiap unsur harus stabil pada
pembebanan tersebut. Struktur jembatan harus mampu menopang setiap
pembebanan yang bekerja seperti beban permanen, beban lalu lintas, beban
lingkungan (termasuk beban gempa). Beban gempa menjadi jenis
pembebanan yang penting diperhitungkan, terutama di wilayah gempa kuat
seperti Indonesia.

2
2.

Kelayanan Struktur
Struktur harus berada dalam keadaan layanan pada beban batasan kelayanan.
Hal ini berarti bahwa struktur tidak boleh mengalami retakan, lendutan atau
getaran sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan kekhawatiran
masyarakat, atau jembatan menjadi tidak layak digunakan.
3. Keawetan (Kesesuaian)
Tipe struktur yang dipilih harus sesuai dengan lingkungan, kondisi alam dan
lokasi jembatan.
4. Kemudahan Pelaksanaan
Konstruksi harus mudah dilaksanakan sesuai dengan metode konstruksi yang
tersedia, karena metode yang sulit dilaksanakan dapat menyebabkan
keterlambatan waktu dan peningkatan biaya.
5. Ekonomis
Rencana termurah yang sesuai dengan pendanaan dan faktor-faktor utama
lainnya adalah yang umumnya terpilih. Penekanan harus diberikan pada
biaya umur total struktur yang mencakup biaya pemeliharaan dan
pembangunan.
6. Bentuk Estetika
Struktur jembatan harus menyatu dengan alam sekitarnya dan menyenangkan
untuk dilihat. Biasanya semakin tinggi nilai estetika struktur jembatan maka
semakin tinggi pula biaya yang akan dipergunakan.
Keenam kriteria tersebut menjadi pertimbangan dalam memutuskan tipe
jembatan, material, dan komponen jembatan yang akan digunakan. Sedangkan,
faktor utama dalam mendapatkan hasil sesuai 6 kriteria tersebut terdapat pada
pilihan keputusan dalam tahapan perencanaan, yaitu pilihan bentuk struktural,
filosofi perencanaan, beban-beban rencana, cara analisis, dan besarnya bahan atau
rencana akhir.
Pada tahap perencanaan, setiap bangunan infrastruktur termasuk jembatan
juga perlu dianalisis kekuatannya terhadap beban gempa apalagi Indonesia
termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi seperti halnya
Jepang dan California karena posisi geografisnya menempati zona tektonik yang
sangat aktif. Hal ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng
kecil lainnya saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur
pertemuan lempeng yang kompleks. Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng
ini menempatkan wilayah Indonesia sebagai wilayah yang sangat rawan terhadap
gempa bumi. Dalam mengantisipasi bahaya gempa, Pemerintah Indonesia telah
mempunyai standar peraturan perencanaan ketahanan gempa untuk stuktur
bangunan gedung yaitu SNI-03-1726-2002. Namun sejak diterbitkannya peraturan
itu, tercatat beberapa gempa besar dalam 6 tahun terakhir, seperti gempa Aceh
disertai tsunami tahun 2004 (Mw = 9,2), gempa Nias tahun 2005 (Mw = 8,7),
gempa Yogya tahun 2006 (Mw = 6,3), dan terakhir gempa Padang tahun 2009
(Mw = 7,6). Gempa-gempa tersebut telah menyebabkan ribuan korban jiwa,
keruntuhan dan kerusakan ribuan infrastruktur, serta dana trilyunan rupiah untuk
rehabilitasi dan rekonstruksi. Pencegahan kerusakan akibat gerakan tanah dapat
dilakukan melalui proses perencanaan dan konstruksi yang baik dan dengan
memperhitungkan suatu tingkat beban gempa rencana. Oleh karena itu,
perencanaan infrastruktur tahan gempa perlu diketahui beban gempa rencana yang

3
dapat diperoleh berdasarkan peta hazard gempa Indonesia terbaru yaitu peta
hazard gempa Indonesia 2010.

Sumber : Departemen PU (2010)

Gambar 2 Peta respon spektra percepatan 0,2 detik (SS) di batuan dasar (SB)
untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun

Sumber : Departemen PU (2010)

Gambar 3 Peta respon spektra percepatan 1,0 detik (S1) di batuan dasar (SB)
untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun

4
Perumusan Masalah
Berdasarkan kriteria dasar perencanaan teknis dan peraturan gempa terbaru
tersebut, maka perlu dilakukan analisis dan desain jembatan menggunakan tipe
struktur jembatan frame dengan komponen struktur yang dapat menjadi icon suatu
kota sehingga dipilih komponen struktur berupa kolom “V” dan box girder.
Jembatan ini perlu didesain sebagai jembatan tahan gempa berdasarkan peta
hazard gempa terbaru yaitu tahun 2010 kemudian perlu dihitung kebutuhan
tulangannya.

Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis dan mendesain jembatan frame
dengan komponen struktur berupa kolom “V” dan box girder dengan
mempertimbangkan beban gempa. Selain itu penelitian ini juga mendesain
tulangan struktur beton berdasarkan nilai gaya-gaya dalam struktur jembatan.

Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan Ilmu Teknik Sipil
dan Lingkungan bagi bangsa dan jembatan yang didisain dapat menjadi icon di
kota Batam.

Ruang Lingkup Penelitian
Berdasarkan referensi, data, dan waktu pelaksanaan penelitian dalam analisis
dan desain struktur jembatan maka ruang lingkup permasalahan dalam penelitian
ini adalah sebagai berikut:
1. Struktur jembatan yang ditinjau adalah balok V dan box girder
2. Analisis dan perhitungan struktur dilakukan dalam tiga dimensi dengan
menggunakan beban permanen, beban lalu lintas, dan beban lingkungan
berdasarkan peraturan Peraturan Perencanaan Jembatan (Brigde Design
Code) BMS ’92 dengan revisi dari Pembebanan Untuk Jembatan (SNI T-022005) dan Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan (SNI T-12-2004)
3. Analisis gaya-gaya dalam dan desain jembatan dilakukan dengan bantuan
software CSI Bridge versi 15
4. Analisis beban gempa dilakukan dengan menggunakan analisis gempa
dinamis dengan bantuan software CSI Bridge versi 15 berdasarkan Standar
Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan (SNI 03-2883-1992) dan
Peta Hazard Gempa 2010
5. Dimensi struktur dan material struktur disesuaikan dengan AASHTO LRFD
Bridge Design Specifications, SI Units, Third Edition 2004

5

TINJAUAN PUSTAKA
Jembatan
Secara umum struktur jembatan dapat dibagi menjadi tiga bagian yang saling
menopang satu sama lain sehingga tidak dapat dipisahkan sebagai suatu satu
kesatuan (Ilham 2010), yaitu :
1. Struktur Atas (Superstructures)
Struktur atas dari suatu jembatan merupakan bagian yang menerima beban
langsung. Struktur atas jembatan pada umumnya meliputi trotoar, slab lantai
kendaraan, gelagar atau girder, balok diafragma, ikatan pengaku, dan
tumpuan atau bearing.
2. Struktur Bawah (Substructures)
Struktur bawah dari suatu jembatan berfungsi untuk memikul seluruh beban
struktur atas dan beban lain secara vertikal maupun horisontal yang
ditimbulkan oleh tekanan tanah, gesekan pada tumpuan, dan lain sebagainya
yang kemudian disalurkan ke pondasi. Selanjutnya, beban-beban tersebut
akan disalurkan ke tanah oleh pondasi.
3. Pondasi (Foundation)
Pondasi dari suatu jembatan berfungsi untuk meneruskan beban jembatan ke
tanah. Berdasarkan sistemnya, pondasi abutment atau pier jembatan dapat
dibedakan menjadi beberapa macam jenis, antara lain pondasi telapak,
pondasi sumuran, dan pondasi tiang.

Jembatan Frame
Seperti jembatan pada umumnya, jembatan frame terdiri dari pondasi,
struktur bawah, dan struktur atas. Hal berbeda adalah jembatan frame
memungkinkan konstruksi dek jembatan pada satu bentang tunggal dalam satu
unit abutment, yaitu pada titik join antara abutment dan dek jembatan tidak ada,
bahkan pemakaian bearing tidak diperlukan. Hal ini menyebabkan kedalaman
struktur dek jembatan dapat dikurangi sehingga momen lentur jembatan dapat
diperkecil nilainya. Selain itu, titik akhir kolom berada paling puncak jembatan
sehingga pondasi dapat diperkecil. Sebagai hasil dari peningkatan profil
longitudinal, pekerjaan tanah dapat dikurangi.

Sumber : Mondorf (2006)

Gambar 4 Perbandingan antara jembatan girder dan jembatan frame
Struktur frame cocok dibangun dengan beton bertulang dan memang
perkembangannya bersamaan dengan perkembangan beton bertulang (Mondorf
2006). Penggunaan beton akan menguntungkan untuk pembangunan struktur

6
monolit dan jembatan frame, asalkan dimensi struktur tidak melebihi batas yang
timbul dari deformasi akibat suhu, susut usia dan rayap. Jembatan frame sensitif
terhadap deformasi sehingga perhitungan pondasi harus tepat sehingga
menghasilkan jembatan yang ekonomis karena akibat pembebanan vertikal
menyebabkan reaksi vertikal dan horizontal dari tanah.
Jembatan frame memiliki banyak kesamaan dengan jembatan arch, tetapi
jembatan arch biasanya dapat dirancang sedemikian rupa sehingga garis gaya
akibat pembebanan mengikuti garis tengah lengkungan, sehingga termasuk dalam
lengkungan penampang, sedangkan garis gaya pada jembatan frame sangat
menyimpang dari garis frame pusat dan dalam kebanyakan kasus akan terletak
jauh di luar penampang. Oleh karena itu, struktur jembatan frame sangat
ditentukan oleh gaya normal dan momen lentur dalam menentukan dimensi akhir.

Sumber : Mondorf (2006)

Gambar 5 Diagram geser dan distribusi momen pada kolom
jembatan frame terhadap beban merata
Struktur jembatan frame dapat dirancang pada satu span atau multi-span.
Jembatan multi-span slab menerus atau girder dengan kolom tetap pada dek
jembatan akan menimbulkan efek frame yang baik. Sedangkan, jembatan multispan dengan kolom fleksibel, dek jembatan akan sedikit dipengaruhi oleh kolom
di dek. Oleh karena itu, struktur seperti itu dapat disebut sebagai jembatan slab
atau girder.
Ruang lingkup jembatan frame cukup luas. Desain frame banyak digunakan
untuk underpass di bawah jalan atau rel kereta api. Desain frame bentuk khusus
juga sering digunakan untuk jalan layang di atas jalan raya dan jembatan yang
melalui lembah. Desain frame sering dipakai untuk jembatan menengah atau besar
di atas sungai, terutama karena permintaan yang sederhana untuk kedalaman
konstruksi yang tersedia dan kondisi lingkungan sekitar yang cocok. Dalam
banyak pilihan kasus, desain jembatan frame memungkinkan menjadi pilihan
perekonomian yang baik dalam hal bahan dan memiliki struktur estetis yang
menarik.

7

Sumber : Mondorf (2006)

Gambar 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame
Kolom V
Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka (frame) struktural yang
memikul beban dari balok. Kolom meneruskan beban-beban dari elevasi atas ke
elevasi bawah hingga akhirnya sampai ke tanah melalui pondasi. Kolom
merupakan komponen tekan, sehingga keruntuhan pada suatu kolom merupakan
lokasi kritis yang menyebabkan runtuh (collapse) lantai yang bersangkutan, dan
juga runtuh batas total (ultimate total collapse) seluruh struktur. Bentuk
penampang kolom dapat bervariasi misalnya persegi, lingkaran, segienam, dan
lainnya. Kolom V memiliki bentuk penampang persegi panjang namun ukuran
penampang pada ujung dan pangkal berbeda dan posisi kolom membentuk sudut
dari sumbu gravitasi serta berpasangan kolom membentuk bentuk V. Kolom V
mengefektifkan penggunaan pondasi karena kolom V menopang girder dari 2 titik
dengan 1 pondasi sehingga jumlah pondasi dapat dikurangi. Penggunaan jembatan
frame dengan balok V di Indonesia belum umum digunakan. Contoh penggunaan
kolom V di Indonesia adalah jembatan fly over di Simpang Semanggi, Jakarta.

Gambar 7 Jembatan balok V di Simpang Semanggi, Jakarta
Box Girder
Jembatan gelagar kotak (box girder) tersusun dari gelagar longitudinal
dengan slab di atas dan di bawah yang berbentuk rongga (hollow) atau gelagar
kotak. Tipe gelagar ini digunakan untuk jembatan dengan bentang yang panjang.

8
Bentang sederhana sepanjang 40 ft (± 12 m) menggunakan tipe ini, akan tetapi
biasanya bentang gelagar kotak beton bertulang lebih ekonomis antara 60 ft
sampai dengan 100 ft (± 18 m sampai dengan 30 m) dan biasanya didesain
sebagai struktur menerus di atas pilar atau kolom. Gelagar kotak beton prategang
dalam desain biasanya lebih menguntungkan untuk bentang menerus dengan
panjang bentang ± 300 ft (± 100 m). Keunggulan dari gelagar kotak adalah tahan
terhadap beban torsi.

Gambar 8 Tipikal penampang melintang jembatan gelagar kotak (box girder)
Filosofi Perencanaan
Rencana Tegangan Kerja
Rencana tegangan kerja menggunakan prinsip sebagai berikut :
Tegangan ultimit
Tegangan kerja ≤ Tegangan ijin=
Faktor keamanan (SF)
Kritik utama untuk cara rencana tegangan kerja adalah kurang efisien dalam
mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan digunakan pada
bahan saja.
Rencana Keadaan Batas
Rencana keadaan batas memperhitungkan semua fungsi bentuk struktur,
yaitu:
1. Tingkat pembebanan dan bentuk keruntuhan, yaitu pada keadaan batas
ultimit yang selanjutnya disebut ULS (Ultimate Limit State) dan pada
keadaan batas kelayanan yang selanjutnya disebut SLS (Service Limit State)
2. Faktor keamanan merata, artinya terbagi antara beban dan bahan yang
mengizinkan ketidak-pastian pada masing-masing diperhitungkan, yaitu :
KR x kapasitas nominal ≥ KU x beban nominal
′ ≥ ′

Dimana :
KR = Faktor reduksi kekuatan
KU = Faktor beban

Rencana keadaan batas adalah pendekatan lebih rasional daripada pendekatan
tegangan kerja. Perencanaan yang dihasilkan dengan penggunaan prinsip keadaan
batas akan lebih ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan
kapasitas dan kekuatan yang merata.

9
Berikut adalah tabel perbandingan antara faktor beban akibat rencana
tegangan kerja dan keadaaan batas ultimit :
Tabel 1 Faktor Beban Tegangan Kerja dan Keadaan Batas Ultimita
Jenis Beban dan
Notasi Faktor
Beban
Berat sendiri,
PMS
Beban mati
tambahan /
utilitas, PMA
Pengaruh
penyusutan dan
rangkak, PSR
Pengaruh
prategang, PPR
Tekanan tanah,
PTA

Pengaruh tetap
pelaksanaan,
PPL
Beban lajur “D”
TTD
Pembebanan
Truk “T”, TTT
Gaya rem, TTB
Gaya
sentrifugal, TTR
Pembebanan
untuk pejalan
kaki, TTP
Beban
tumbukan pada
penyangga
jembatan, TTC
Penurunan, PES

Deskripsi atau
Keterangan

Faktor Beban
ULS
Biasa
Terkurangi
(maks)
(min)
1,1
0,9
1,2
0,85
1,3
0,75
1,4
0,7
2,0
0,7
1,4
0,8

SLS

Baja, aluminium
Beton pracetak
Beton dicor di tempat
Kayu
Keadaan umum
Keadaan khusus
Utilitas
-

1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,3
1,0

-

1,0

Tekanan tanah
vertikal
Tekanan tanah lateral
- Aktif
- Pasif
- Keadaan diam
-

1,0

-

1,0

1,8

-

-

1,0

1,8

-

-

1,0
1,0

1,8
1,8

-

-

1,0

1,8

-

-

1,0

1,0

-

-

1,0

Tak bisa dipakai

1,0

-

1,0 (1,15
pada
prapenegangan)
1,25

-

0,80

1,0
1,25
0,80
1,0
1,40
0,70
Lihat penjelasan di peraturan
1,0
1,25
0,8

10
Tabel 1 (lanjutan)
Jenis Beban dan
Notasi Faktor
Beban

Deskripsi atau
Keterangan

SLS

Pengaruh
temperatur, TET
Aliran air,
benda hanyutan,
dan tumbukan
dengan batang
kayu, TEF

-

1,0

Tekanan
hidrostatis dan
gaya apung,
TEU
Beban angin,
TEW
Pengaruh
gempa, TEQ

a

Gesekan, TBF
Getaran, TVI
Pelaksanaan,
TCL

Jembatan besar dan
penting
(periode ulang 100
tahun)

1,0

Faktor Beban
ULS
Biasa
Terkurangi
(min)
(maks)
1,2
0,8
2,0

Jembatan permanen
(periode 50 tahun)

1,5

Gorong-gorong
(periode 50 tahun)

1,0

Jembatan sementara
(periode 20 tahun)
-

1,5

-

1,0

1,0

1,0

-

-

1,2

-

-

1,0

1,0

-

-

1,0
1,0
Lihat penjelasan di peraturan

Sumber : SNI T-02-2005

Beban-beban Rencana
Peraturan pembebanan yang dipakai adalah berdasarkan BMS (1992) dan
dikoreksi dengan peraturan pembebanan terbaru SNI T-02-2005. Berikut adalah
macam-macam pembebanan yang terjadi pada jembatan.
Beban Permanen
1. Beban Sendiri
Berat isi untuk beban mati dan kerapatan masa setiap bahan berbeda, yaitu :

11
Tabel 2 Berat isi dan kerapatan massa untuk beban matia
No.
1.
2.
3.
4.
5.
a

2.

3.
4.

Bahan
Timbunan tanah
dipadatkan
Beton
Beton prategang
Beton bertulang
Baja

Berat / Satuan Isi
(kN/m3)
17,2

Kerapatan Massa
(kg/m3)
1760

22,0 - 25,0
25,0 - 26,0
23,5 - 25,5
77,0

2240 - 2560
2560 - 2640
2400 - 2600
7850

Sumber : SNI T-02-2005

Beban Mati Tambahan
Beban mati tambahan adalah berat semua elemen tidak struktural yang dapat
bervariasi selama umur jembatan seperti:
 Perawatan permukaan khusus
 Pelapisan ulang dianggap sebesar 50 mm aspal beton (hanya digunakan
dalam kasus menyimpang dan dianggap nominal 22 kN/m3)
 Sandaran, pagar pengaman, dan penghalang beton
 Tanda-tanda
 Perlengkapan umum seperti pipa air dan penyaluran (kosong atau penuh)
Susut dan Rangkak
Susut dan rangkak menyebabkan momen, geser, dan reaksi ke dalam
komponen tertahan.
Pengaruh Pratekan
Pratekan menyebabkan pengaruh primer dan pengaruh sekunder dalam
komponen tertahan dan struktur tidak tertentu (Gambar 9)

Sumber : BMS (1992)

Gambar 9 Pengaruh Primer dan Sekunder Pratekan
5.

Tekanan Tanah
Tekanan horizontal akibat beban kendaraan vertikal dianggap ekuivalen
dengan beban tambahan tanah 600 mm.

12
Beban Lalu Lintas
1. Beban Kendaraan Rencana
Beban kendaraan mempunyai tiga komponen, yaitu:
 Komponen vertikal
 Komponen rem
 Komponen sentrifugal (untuk jembatan melengkung)
2. Beban Lajur “D”
Pembebanan lajur “D” ditempatkan melintang pada lebar penuh dari jalan
kendaraan jembatan dan menghasilkan pengaruh pada jembatan yang
ekuivalen dengan rangkaian kendaraan sebenarnya. Jumlah total pembebanan
lajut “D” yang ditempatkan tergantung pada lebar jalan kendaraan jembatan.
Umumnya, pembebanan “D” akan menentukan untuk bentang sedang sampai
panjang. Beban lajur “D” terdiri dari:
 Beban terbagi rata atau Uniformly Distributed Load (UDL) dengan
intensitas q kPa, dengan q tergantung pada panjang yang dibebani total (L)
sebagai berikut :
L ≤ 30 m; q = 9,0 kPa
15
kPa
L > 30 m; q = 9,0 0,5+
L

Beban UDL boleh ditempatkan dalam panjang terputus agar terjadi
pengaruh maksimum. Dalam hal ini L adalah jumlah dari panjang masingmasing beban terputus tersebut. Beban lajut “D” ditempatkan tegak lurus
terhadap arah lalu lintas (Gambar 10).
 Beban garis atau Knife Edge Load (KEL) sebesar p kN/m, ditempatkan
dalam kedudukan sembarang sepanjang jembatan dan tegak lurus pada
arah lalu lintas.
p = 49,0 kN/m
Pada bentang menerus, KEL ditempatkan dalam kedudukan lateral sama
yaitu tegak lurus arah lalu lintas pada dua bentang agar momen lentur
negatif menjadi maksimum.

Sumber : SNI T-02-2005

Gambar 10 Penyebaran beban lajur “D” pada arah melintang

13
3.

Beban Truk “T”
Pembebanan truk “T” adalah kendaraan berat tunggal dengan tiga gandar
yang ditempatkan dalam kedudukan sembarang pada lajur lalu lintas rencana.
Tiga gandar terdiri dari dua pembebanan bidang kontak yang dimaksud agar
mewakili pengaruh roda kendaraan berat. Hanya satu truk “T” boleh
ditempatkan per lajur lalu lintas rencana. Umumnya, pembebanan “T” akan
menentukan untuk bentang pendek dan sistim lantai. Truk “T” ditunjukkan
dalam Gambar 11.

Sumber : SNI T-02-2005

Gambar 11 Truk “T”
4.

Faktor Dinamis
 Faktor Beban Dinamik (FBD) merupakan hasil interaksi antara kendaraan
yang bergerak dengan jembatan
 Pada pembebanan “D” digunakan grafik pada Gambar 12 untuk bentang
tunggal panjang bentang ekuivalen diambil sama dengan panjang bentang
sebenarnya.

Sumber : SNI T-02-2005

Gambar 12 Faktor beban dinamis untuk KEL pembebanan lajur “D”

14
Sedangkan, untuk bentang menerus panjang bentang ekivalen LE diberikan
rumus :
LE = √Lav Lmax

Dimana :
Lav adalah panjang bentang rata-rata dan kelompok bentang yang disambungkan secara
menerus
Lmax adalah panjang bentang maksimum dalam kelompok bentang yang disambung
secara menerus

5.

6.

 Pada pembebanan truk “T” digunakan nilai 30%
Gaya Rem
Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan gaya rem 5% dari beban lajur “D”
yang dianggap ada pada semua jalur lalu lintas tanpa dikalikan dengan faktor
beban dinamis dan dalam satu jurusan. Gaya rem tersebut dianggap bekerja
horizontal dalam arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,8 m di
atas permukaan lantai kendaraan. Beban lajur “D” disini jangan direduksi bila
panjang bentang melebihi 30 m digunakan q = 9 kPa.
Beban Pejalan Kaki
Intensitas beban pejalan kaki untuk jembatan jalan raya tergantung pada luas
beban yang dipikul oleh unsure yang direncana. Bagaimanapun, lantai dan
gelagar yang lansung memikul pejalan kaki harus direncanakan untuk 5 kPa.
Intensitas beban untuk elemen lain diberikan dalam Gambar 13.

Sumber : SNI T-02-2005

Gambar 13 Pembebanan pejalan kaki
7.

Beban Tumbuk untuk Penyangga Jembatan
Penyangga jembatan dalam daerah lalu lintas harus direncanakan agar
menahan tumbukan sesaat atau dilengkapi dengan penghalang pengaman
yang khusus direncanakan.
 Tumbukan kendaraan diambil sebagai beban statis ekuivalen sebesar 100
kN pada 10o terhadap garis pusat jalan pada tinggi sebesar 1,8 m.
 Pengaruh lingkungan kereta api dan kapal ditentukan oleh yang berwenang
dengan relevan.

15
Beban Lingkungan
1. Penurunan
Jembatan direncanakan agar menampung perkiraan penurunan total dan
diferensial sebagai pengaruh SLS.
2. Gaya Angin
 Jembatan-jembatan besar dan penting harus diselidiki secara khusus akibat
pengaruh beban angin, termasuk respon dinamis jembatan
 Gaya nominal dan daya layan jembatan (kecuali rangka) akibat angin
tergantung kecepatan angin rencana seperti:
TEW = 0,0006 CW (VW )2 Ab (kN)
Dimana:
VW adalah kecepatan angin rencana (m/s) untuk keadaan batas yang ditinjau (Tabel 4)
CW adalah koefisien seret (Tabel 3)
Ab adalah luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien sereta, CW
Tipe Jembatan
Bangunan atas masifb,c :
b/d = 1,0
b/d = 2,0
b/d ≥ 6,0
Bangunan atas rangka

Cw
2,1d
1,5d
1,25d
1,2

a

Sumber : SNI T-02-2005; bb = lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran
c = tinggi bangunan atas, termasuk tinggi bagian sandaran yang masif; cuntuk harga antara
b/d bisa diinterpolasi linier; dapabila bangunan atas mempunyai superelevasi, Cw harus
dinaikkan sebesar 3% untuk setiap derajat superelevasi, dengan kenaikan maksimum 2,5%

Tabel 4 Kecepatan angin rencanaa, VW
Keadaan
SLS
ULS
a

3.

4.

Lokasi
Sampai 5 km dari pantai
> 5 km dari pantai
30 m/s
25 m/s
35 m/s
30 m/s

Sumber : SNI T-02-2005

Gaya Suhu
Perubahan merata dalam suhu jembatan menghasilkan perpanjangan atau
penyusutan seluruh panjang jembatan. Gerakan tersebut umumnya kecil di
Indonesia, dan dapat diserap oleh perletakan dengan gaya cukup kecil yang
disalurkan ke bangunan bawah oleh bangunan atas dengan bentang 100 m
atau kurang. Pengaruh dari perpanjangan diferensial pada gelagar pratekan
komposit/lantai beton dan gelagar baja/lantai beton dapat diabaikan pada
ULS tetapi harus dipertimbangkan pada SLS.
Gaya Gempa
Perhitungan gaya gempa menggunakan peraturan gempa terbaru yaitu Peta
Hazard Gempa Indonesia 2010.

16
Gempa
Kriteria struktur tahan gempa yang ditetapkan oleh hampir seluruh standar
perencanaan struktur adalah :
1. Mampu menahan gempa lemah tanpa terjadi kerusakan.
2. Kuat menahan gempa sedang tanpa rusak, tetapi beberapa bagian non
struktural mungkin mengalami kerusakan
3. Tidak roboh menahan gempa kuat, walaupun bagian struktural mengalami
kerusakan
Pemilihan cara menganalisis struktur tahan gempa diatur dalam SNI 03-28831992 tergantung pada tipe jembatan, besarnya koefisien akselerasi gempa dan
tingkat kecermatan. Adapun cara menganalisi tersebut, yaitu analisis statis-semi
dinamis atau dinamis sederhana terdiri dari metode beban seragam/koefisien
gempa dan spektral moda tunggal, analisis rangka atau semi dinamis yaitu
spektral moda majemuk, dan analisis dinamis yaitu riwayat waktu. Cara yang
digunakan untuk analisis dinamis adalah cara respon spektra berdasarkan analisis
riwayat waktu dan analisis moda, serta cara integral langsung yang menggunakan
rumus pergerakan equation of motion. Tahapan perhitungan beban gempa terdapat
pada Lampiran 2 dengan nilai kelas tanah berdasarkan ASCE (2010) pada Tabel 5
dan Tabel 6.
Tabel 5 Ss dengan koefisien Faa
Site Class
A
B
C
D
E
a

Ss ≤ 0,25
0,8
1
1,2
1,6
2,5

Fa ( for short period / T = 0,2)
Ss = 0,5
Ss = 0,75 Ss = 1 Ss ≥ 1,25
0.8
0.8
0.8
0.8
1
1
1
1
1,2
1,1
1
1
1,4
1,2
1,1
1
1,7
1,2
0,9
0,9

Sumber : ASCE (2010)

Tabel 6 S1 dengan koefisien Fva
Site Class
A
B
C
D
E
a

S1 ≤ 0,1
0,8
1
1,7
2,4
3,5

Fv for T=1
S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4
0,8
0,8
0,8
1
1
1
1,6
1,5
1,4
2
1,8
1,6
3,2
2,8
2,4

S1 ≥ 0,5
0,8
1
1,3
1,5
2,4

Sumber : ASCE (2010)

Kombinasi Pembebanan
Kombinasi pembebanan terdiri dari kombinasi ULS dan SLS berdasarkan
peraturan SNI T-02-2005 dijelaskan pada Tabel 7.

17
Tabel 7 Kombinasi beban pada keadaan SLS dan keadaan ULSa
Aksi
Aksi Permanen :
Berat sendiri
Beban mati tambahan /
utilitas
Pengaruh penyusutan dan
rangkak
Pengaruh prategang
Pengaruh tetap
pelaksanaan
Tekanan tanah
Penurunan
Aksi Transien :
Beban lajur “D” atau
Pembebanan Truk “T”
Gaya rem atau Gaya
sentrifugal
Pembebanan untuk
pejalan kaki
Gesekan perletakan
Pengaruh temperatur /
suhu
Aliran air/ benda
hanyutan/ tumbukan
dengan batang kayu/
tekanan hidrostatis/ gaya
apung
Beban angin
Aksi Khusus :
Pengaruh gempa
Beban tumbukan pada
penyangga jembatan
Pengaruh Getaran
Beban Pelaksanaan
“x” berarti beban yang selalu aktif
“o” berarti beban yang boleh
dikombinasikan dengan beban aktif,
tunggal atau seperti yang ditunjukkan

a

Sumber : SNI T-02-2005

1

2

SLS
3
4

5

6

1

2

ULS
3 4

5

6

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

o

o

o

o

x

o

o

o

o

x

o

o

o

o

x

o

o

o

x

x

o

o

x

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

x

o

o

o

o

o

o

o

o

o

x

o

o

o

x

o

o

o

o

x

o

o

o

x

o

o

x

x

x
x

(1)=aksi permanen “x” KBL + beban aktif
“x” KBL + 1 beban “o” KBL
(2)=aksi permanen “x” KBL + beban aktif
“x” KBL + 1 beban “o” KBL + 0,7 beban
“o” KBL
(3)=aksi permanen “x” KBL + beban aktif
“x” KBL + 1 beban “o” KBL + 0,5 beban
“o” KBL + 0,5 beban “o” KBL

x

aksi permanen “x” KBL + beban
aktif “x” KBL + 1 beban “o” KBL

18

Beton Bertulang
Peraturan yang digunakan untuk perhitungan beton bertulang adalah SNI T12-2004. Pengecekan kekuatan penampang dari struktur beton bertulang
digunakan metoda perhitungan ultimit (ULS). Dengan demikian, gaya-gaya yang
digunakan pada analisis kekuatan penampang adalah gaya-gaya terbesar hasil
kombinasi gaya-gaya terfaktor. Tulangan pada box girder harus dihitung pada
bagian top slab, web, dan bottom slab apabila luas penampang tiap bagian berbeda.
Sedangkan pada kolom dapat dilakukan perhitungan satu kali apabila luas
penampang kolom sama, tetapi jika berbeda dilakukan perhitungan pada luas
penampang yang kecil. Perhitungan tulangan dilakukan terhadap lentur, geser, dan
torsi.
Pada tulangan lentur, luas yang diperlukan diturunkan dari keseimbangan
gaya-gaya dalam yang bekerja pada penampang seperti dijelaskan pada Gambar
14.

Sumber : SNI T-12-2004

Gambar 14 Diagram tegangan-regangan pada penampang beton bertulang
Dengan menggunakan persamaan keseimbangan gaya tarik pada baja tulangan
dan gaya tekan pada beton, maka tulangan girder dapat dihitung dengan langkah
pada Lampiran 3.
Tulangan geser dihitung pada struktur yang memiliki nilai gaya geser.
Keperluan tulangan geser pada balok dapat dihitung dengan langkah pada
Lampiran 4. Tulangan geser harus dibengkokan dengan cukup baik dan
merupakan sengkang tertutup.

Sumber : SNI T-12-2004

Gambar 15 Pembengkokan tulangan geser
Sedangkan perencanaan tulangan torsi juga dihitung pada struktur yang
memiliki nilai torsi. Torsi memiliki skematik pembebanan pada elemen yang
mengalami torsi seperti tampak pada Gambar 16. Berdasarkan gaya-gaya
yang bekerja, maka torsi dapat dihitung dengan langkah pada Lampiran 5.

19
CL

Ru
a

h

b

Sumber : SNI T-12-2004

Gambar 16 Skematik beban torsi

Beton Prategang
Beton merupakan material yang kuat dalam menahan gaya tekan, namun
lemah dalam menahan gaya tarik. Untuk mengurangi atau mencegah retak dapat
dilakukan prestresioning terhadap tulangan-tulangan baja pada elemen beton
bertulang, sehingga disebut beton prategang. Prategang menghasilkan sistem
tegangan yang saling menyeimbangkan.
Berdasarkan SI-5212 Perilaku Struktur Beton Prategang, perhitungan tendon
(tulangan yang dipakai untuk beton pratekan) dilakukan pada jembatan secara
longitudinal dan transversal. Dengan ketentuan seperti pada Gambar 17.

et

yt

yb

eb

Gambar 17 Struktur girder prategang
Perhitungan secara transversal dapat dilihat pada Lampiran 6. Perhitungan
tendon secara longitudinal dapat menggunakan rumus :
1. Penampang girder top (atas)
P

σt = - A x

P .et . yt
Iz

+

M . yt
Iz

⇔ P=

M . yt
- σt
Iz
e
t . yt
1
)
( +
Iz
Ax

20
2.

Penampang girder bottom (bawah)
σt = -

P
Ax

-

P .eb . yb
Iz

+

M . yb
Iz

⇔ P=

Dimana :
σt
= Tegangan ijin
P
= Total gaya yang bekerja
Ax = Luas Penampang
Iz
= Inersia Penampang
M = Momen total
et
= Jarak tendon atas ke titik berat penampang
eb = Jarak tendon bawah ke titik berat penampang
yt
= Jarak ujung top slab ke titik berat penampang
yb = Jarak ujung bottom slab ke titik berat penampang

M . yb
- σb
Iz
e
b . yb
1
( +
)
Ax
Iz

METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan April sampai Juli 2013 di Departemen
Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor. Pengambilan data
sekunder dilaksanakan pada bulan April 2013 dari PT. Portal Perkasa Engineering
sebagai konsultan perencana utama proyek fly over Simpang Jam di kota Batam.
Permodelan struktur, perhitungan analisis, desain tulangan dan penyusunan skripsi
berlangsung dari bulan April sampai Juli 2013. Lokasi jembatan yang disain
terdapat di Simpang Jam di kota Batam, secara lebih jelas lihat Gambar 18-21.

Gambar 18 Foto Udara Pulau Batam

21

Rencana
Fly Over
Simpang

A

009

008
010
010

009
010
009
012

008

008

011

008
007
012
008

008

Gambar 19 Lokasi Proyek Fly Over Simpang Jam di Pulau Batam

Lokasi Pekerjaan
Nagoya
Batam
Center

Sekupang
Bandara

Gambar 20 Foto Udara Simpang Jam

Gambar 21 Situasi Jalan Simpang Jam

22
Bahan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain :
Peraturan perencanaan jembatan (Brigde Design Code) oleh BMS (1992)
Pembebanan untuk jembatan (SNI T-02-2005)
Perencanaan struktur beton untuk jembatan (SNI T-12-2004)
Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan (SNI 03-2883-1992)
ASCE 2010
Peta Hazard Gempa Indonesia 2010
AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, SI Units, Third Edition 2004

Alat
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain :
Laptop TOSHIBA Satellite L310
Program CSI Bridge versi 15
Program SAP2000 versi 14
Program PCACOL
Auto CAD 2010
Ms.Office 2010
Tahapan Penelitian
Tahapan penelitian dijelaskan oleh bagan alir pada Lampiran 7.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Perencanaan Struktur Atas dan Struktur Bawah
Preliminary dimensi jembatan dilakukan berdasarkan data yang diperoleh
dari konsultan utama, pembacaan peraturan-peraturan mengenai jembatan, dan
perbandingan dengan studi literatur lainnya sehingga menghasilkan beberapa
keputusan perencanaan struktur jembatan. Perencanaan ini juga diputuskan
berdasarkan kriteria desain jembatan kemudian dimodelkan dengan program CSI
Bridge versi 15, sehingga jembatan yang dimodelkan untuk dianalisis adalah
sebagai berikut :
1. Tipe jembatan adalah frame bridge monolite structure
2. Perencanaan struktur atas jembatan menggunakan box girder
3. Perencanaan struktur bawah jembatan menggunakan abutment dan kolom “V”
4. Material box girder adalah prestressed concrete mutu K-500
5. Material kolom “V” adalah reinforced concrete mutu K-350
6. Elevasi alignment jembatan 3% dengan perletakan rol di kedua abutment
7. Jembatan 3 lajur pada 1 jalur (1 lajur = 3,5 m) dan lebar total jembatan 12 m
8. Jumlah & pembagian panjang span adalah 5 span (37,5 – 15 – 45 – 15 – 37,5
m) dan panjang total jembatan 150 m

23
span 1

span 2

span 3

37,5 m

15 m

45 m

span 4

span 5

15 m

37,5 m

150 m

Gambar 22 Potongan Memanjang Jembatan

Gambar 23 Potongan Melintang Jembatan

Gambar 24 Hasil Pemodelan Struktur Jembatan menggunakan CSI Bridge
Perencanaaan Box Girder
1. Dimensi Box Girder
 Lebar box girder : 12 m (konstan sepanjang bentang)
 Tinggi box girder : bervariasi dari 1,5 ~ 2,5 m
 Jumlah cell
: 0 buah
 Tebal top slab
: 0,3 m
 Tebal web
: 0,45 m
 Tebal bottom slab : 0,25 m
 Variasi kedalaman :

Gambar 25 Perencanaan Variasi Kedalaman Box Girder

24
2.

Spesifikasi material girder
Beton K-500
 Kuat tekan karakteristik kubus usia 28 hari
= 50 MPa
 Kuat tekan karakteristik silinder usia 28 hari, f`c = 0,83 x 50 = 41,5 MPa
 Modulus elastisitas = 4700 41,5 = 30277,632 MPa = 30277632
kN/m2
 Poissons’s ratio
= 0,20
 Modulus geser
= 12615680 kN/m2
 Koefisien muai suhu = 1,170E-05 /oC
 Berat spesifik
= 25 kN/m3
 Massa spesifik
= 2,5493 kg

Perencanaan Kolom “V”
1. Dimensi kolom “V”
 Dimensi penampang atas kolom adalah 2,5 x 6,0 m (Gambar 27a)
 Dimensi penampang bawah kolom adalah 2,0 x 4,0 m (Gambar 27b)

(a)
(b)
Gambar 26 Dimensi Kolom “V” (a) penampang atas; (b) penampang bawah
2.

Spesifikasi material kolom
Beton K-350
 Kuat tekan karakteristik kubus usia 28 hari
= 35 MPa
 Kuat tekan karakteristik silinder usia 28 hari, f`c = 0,83 x 35= 29,05 MPa
 Modulus elastisitas = 4700 29,05 = 25332,084 MPa = 25332084 kN/m2
 Poissons’s ratio
= 0,20
 Modulus geser
= 10555035 kN/m2
 Koefisien muai suhu = 1,170E-05 /oC
 Berat spesifik
= 25 kN/m3
 Massa spesifik
= 2,5493 kg

25
Input Pembebanan
Jembatan didesain dengan umur rencana 100 tahun karena merupaka tipe
jembatan khusus sehingga beban yang bekerja di jembatan dikombinasi dengan
nilai faktor beban :
Tabel 8 Kombinasi pembebanan berdasarkan faktor beban SLS
Nama
Kombinasi
SLS-1a
SLS-1b
SLS-2a
SLS-2b
SLS-2c
SLS-2d
SLS-3a
SLS-3b
SLS-3c
SLS-3d
SLS-4a
SLS-4b

Aksi Permanen
SW SDL PS
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

D
1
1
0,7
1
0,7
1
-

Aksi Transien
T BF TL
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0,7 0,7 1
- 0,7 1
1 0,7
1
1 0,7
0,7 0,7 1
0,7 1
1
1
1
-

WF
0,7
0,7
1
1
1
1
1
1
-

Aksi Khusus
EQ-X EQ-Y IF
1
1

Tabel 9 Kombinasi Pembebanan berdasarkan faktor beban ULS
Nama
Kombinasi
ULS-1a
ULS-1b
ULS-1c
ULS-1d
ULS-2a
ULS-3a
ULS-3b
ULS-4a
ULS-4b

Aksi Permanen
Aksi Transien
Aksi Khusus
SW SDL PS D
T
BF TL WF EQ-X EQ-Y IF
1,3
2
1 1,98
1,98 1,32
1,3
2
1 1,98
1,98
1,32
1,3
2
1
1,98 1,98 1,32
1,3
2
1
1,98 1,98
1,32
1,3
2
1
1,32 1,32
1,3
2
1
1
0,3
1,3
2
1
0,3
1
1,3
2
1 1,98
1,98
1
1,3
2
1
1,98 1,98
1

Keterangan:
SW : Self Weight (Berat Sendiri)
SDL : Self Dead Load (Beban Mati Tambahan)
PS
: Prestress (Beban Prategang)
D
: Beban Lajur “D”
T
: Beban Truk “T”
BF : Breaking Force (Gaya Rem)
TL : Temperature Load (Pengaruh Suhu)
WF : Wind Force (Gaya Angin)
EQ-X : Earth Quake-X (Beban Gempa terhadap sb.X)
EQ-Y : Earth Quake-Y (Beban Gempa terhadap sb.Y)
IF
: Impact Force (Gaya Tumbukan)

26
Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dengan contoh
perhitungan berikut:
1. Beban Mati (Wc beton = 25 kN/m3)
 Box Girder
 Agmax
= 7,3425 m2
Agmin
= 6,7125 m2
Ag rata-rata
 Berat Girder
 Kolom “V”
 Agtop
Agbottom
Ag rata-rata
 Berat kolom “V”
 Berat sendiri

Ag + Ag

7,3425 + 6,7125

2
= 1
=
= 7,0275 m2
2
2
= Ag rata-rata x Wc beton x panjang jembatan
= 7,0275 m2 x 25 kN/m3 x 150 m
= 26353, 125 kN

= 15 m2
= 8 m2

Ag + Ag

15 + 8

2
= 1
=
= 11,5 m2
2
2
= Ag rata-rata x Wc beton x tinggi kolom
= 11,5 m2 x 25 kN/m3 x 6,5 m
= 1868,75 kN
= 26353, 125 kN + 1868,75 kN
= 28221,875 kN

2.

Beban Mati Tambahan
 Aspal (beban area)
 Wc aspal
= 22 kN/m3
 Berat aspal
= Wc aspal x tebal aspal
= 22 kN/m3 x 0,05 m
= 1,1 kN/m2
 Parapet (beban garis)
 Wc parapet
= 24 kN/m3
 Berat parapet
= Wc parapet x Ag parapet
= 24 kN/m3 x 0,385 m2
= 9,24 kN/m

3.

Prategang
 Tendon yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut :
 d tendon
= 0,5” = 12,7 mm = 0,0127 m
 Ast
= 0.0000987 m
Ø
= 0,6
 fu
= 1860000 kN/m2
P
= 110,15 kN
 σtijin
= 3000 kN/ m2
 Hasil perhitungan tendon longitudinal (satuan: kN, m) :

27
Tabel 10 Hasil perhitungan tendon longitudinal
Tendon
di-

Penampang Jembatan
A

Iz

Yt/Yb

et/eb

pier
7,3425 6,2701 0,8871 0,7521
center of
6,7125 2,7838 1,1644 1,0294
main
span
center of
approach 6,8810 3,5626 1,2862 1,1512
span

Momen

Ptop/

DL+LL

bottom

n

Tendon
dipakai

50750

(kN)
17231(t) 156 10 x 5–19

23460

11755(b) 106 6 x 5–19

32323

15455(t) 140 8 x 5–19

Berdasarkan analisis yang dilakukan pada program CSI Bridge masih
perlu ditambahkan tendon 1 x 5 – 19 yang ditarik dari masing-masing
ujung jembatan agar nilai tegangan tarik dan tekan yang terjadi sesuai SNI
T-12-2004. Jembatan akan dikontruksi dengan metoda balance cantilever
se