DESAIN MODIFIKASI STRUKTUR JEMBATAN BETON PRATEGANG DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM EXTRADOSED DI BLITAR

TUGAS AKHIR – RC 14-1501

DESAIN MODIFIKASI STRUKTUR JEMBATAN
BETON PRATEGANG DENGAN
MENGGUNAKAN SISTEM EXTRADOSED DI
BLITAR
Muhammad Ferry Amirul Bakhri
NRP. 3115 105 049

Dosen Pembimbing I
Dr . Ir Hidayat Soegihardjo M,MS
NIP. 19550325 1980 03 1 004

Dosen Pembimbing II
Prof. Tavio, ST. MT. Ph.D.
NIP. 19700327 199702 1 001

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA 2017

TUGAS AKHIR – RC 14-1501

DESAIN MODIFIKASI STRUKTUR JEMBATAN
BETON PRATEGANG DENGAN
MENGGUNAKAN SISTEM EXTRADOSED DI
BLITAR
MUHAMMAD FERRY AMIRUL BAKHRI
NRP. 3115 105 049

Dosen Pembimbing I
Dr. Ir. Hidayat Soegihardjo M., MS
NIP. 19550325 1980 03 1 004

Dosen Pembimbing II
Prof. Tavio, ST. MT. Ph.D.
NIP. 19700327 199702 1 001

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA 2017

17

FINAL PROJECT – RC 14-1501

DESIGN MODIFICATION OF CONCRETE
CONCRETE BRIDGE BRIDGE BY USING
EXTRADOSED SYSTEM IN BLITAR
Muhammad Ferry Amirul Bakhri
NRP. 3115 105 049

Conseling Lecture I
Dr. Ir. Hidayat Soegihardjo M., MS
NIP. 19550325 1980 03 1 004

Conseling Lecture II
Prof. Tavio, ST. MT. Ph.D.
NIP. 19700327 199702 1 001

DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING
FACULTY OF CIVIL ENGINEERING AND PLANNING
SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY
SURABAYA 2017

DESAIN MODIFIKASI STRUKTUR JEMBATAN BETON
PRATEGANG DENGAN MEGGUNAKAN SISTEM
EXTRADOSED DI BLITAR
Nama Mahasiswa
NRP
Jurusan
Dosen Pembimbing

: Muhammad Ferry Amirul Bakhri
: 3115 105 049
: Teknik Sipil FTSP - ITS
: 1. Dr. Ir. Hidayat Sugihardjo
Masiran , MS
2. Prof. Tavio, ST. MT. Ph.D.

ABSTRAK
Perancangan
struktur
jembatan
harus
mempertimbangkan keefektifan bahan agar bisa menghasilkan
desain yang bagus. Jembatan Kali Legi Blitar dengan bentang
280 m kurang efektif bila didesain menggunakan balok beton
pratekan karena jumlah pilar untuk menopang balok. Alternatif
yang lebih efektif untuk jembatan bentang panjang adalah
jembatan busur atau jembatan kabel.
Jembatan Kali Legi Blitar dirancang menggunakan
sistem Extradosed dengan kabel pola semi harp dan tiang model
H-plane dan box girder. Jembatan terdiri dari tiga bentang dengan
rentang utama 140 m dan kedua bentang samping 70 m. Lebar
jembatan adalah 14 m. Pengaturan kabel pada arah melintang
adalah sistem H plane, sedangkan pada arah longitudinal adalah
pola semi harp pattern.
Kabel jembatan menggunakan VSl dengan tebal 0,6

inci. Ada 10 variasi tipe dengan masing-masing hasil perbedaan,
yaitu 43, 85, 91, 91, 73, 85, 109, 127, 127, 127. Pada struktur
jembatan kabel harus memenuhi kontrol aerodinamis. Kecepatan
angin pada 71,5946 m/s akan terjadi flutter, sedangkan pada
perencanaan lapangan telah dirancang kecepatan 131,81 km / jam
atau 36,66895 m/dt, sehingga analisis efek ayunan memenuhi
syarat.
Kata kunci: jembatan, sistem double plane, pola diekstraksi, semi harp,
respon spektrum, kotak girder lantai kendaraan.

i

“HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN”

ii

DESIGN OF MODIFICATION OF CONCRETE BRIDGE
STRUCTURE USING EXTRADOSED SYSTEM IN
BLITAR
Name

: Muhammad Ferry Amirul Bakhri
NRP
: 3115 105 049
Department
: Civil Engineering FTSP - ITS
Supervisor
: 1. Dr. Ir. Hidayat Sugihardjo M., MS
2. Prof. Tavio, S.T. M.T. Ph.D.
ABSTRACT
The design of bridge structure should consider the
effectiveness of materials in order to come up with a good design.
Kali Legi Blitar Bridge with 280 m span is less effective when
designed using prestressed concrete girders due to the number of
pillars to support the girders. The more effective alternative for
long span bridge is the arc or cable-stayed bridges.
Kali Legi Blitar bridge is designed using extradosed
system with semi harp pattern cable and H-plane model pylons
and box girders. The bridge consists of three spans with the main
span of 140 m and both side spans of 70 m. The width of the
bridge is 14 m. Cable arrangements in the transverse direction is

the double plane system, while in the longitudinal direction is
semi harp pattern.
Bridge cable using VSl with 0.6 inch thick. There are 10
variations type with each difference result, that is 43, 85, 91, 91,
73, 85, 109, 127, 127, 127. In the wired bridge structure should
fulfill aerodynamic control. Wind speed at 58.105 m/s will occurs
flutter, whereas on field planning has designed angular speed
131.81 km/h or 36.66895 m/dt, so the swing effect analysis is
eligible.
Keywords: bridge, double planes system, extradosed, semi harp
pattern, spectrum response, vehicle floor girder box.

iii

“HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN”

iv

KATA PENGANTAR
Tersusunnya Tugas Akhir ini juga tidak terlepas dari

dukungan dan motivasi berbagai pihak yang banyak membantu
dan memberi masukan. Untuk itu ucapan terima kasih ditujukan
terutama kepada :
1. Orang tua dan segenap keluarga besar penulis sebagai
penyemangat terbesar bagi kami, dan yang telah banyak
memberi dukungan moril maupun materiil terutama doanya.
2. Bapak Dr. Ir. Hidayat Soegihardjo M., MS., dan Bapak Prof.
Tavio, ST., MT., Ph.D., selaku dosen pembimbing yang
telah banyak memberikan bimbingan, arahan, petunjuk, dan
motivasi dalam penyusunan tugas akhir ini.
3. Teman-teman yang telah memberikan semangat, dukungan,
dan bantuan ketika penulis menghadapi permasalahan
sehingga dapat menemukan solusi atas permasalahan yang
dihadapi.
4. Segenap Dosen dan Staf Jurusan Teknik Sipil, FTSP, ITS.
5. Dan pihak-pihak lain yang telah membantu penulis baik
secara langsung maupun tidak langsung dalam pengerjaan
Tugas Akhir ini.
Kami menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir
ini masih banyak kekurangan dan masih jauh dari sempurna,

untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun
demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.

Surabaya, Juni 2017
Penulis

v

“HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN”

vi

DAFTAR ISI
ABSTRAK ..................................................................................... i
ABSTRACT................................................................................. iii
KATA PENGANTAR .................................................................. v
DAFTAR ISI............................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................ xvii
DAFTAR TABEL.....................................................................xxiii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................. 1

1.1

Latar Belakang............................................................... 1

1.2

Perumusan Masalah ..................................................... 4

1.2.1.

Permasalahan Utama ............................................. 4

1.2.2.

Detail Permasalahan.............................................. 4

1.3

Tujuan ........................................................................... 4

1.3.1.

Tujuan Utama........................................................ 4

1.3.2.

Detail Tujuan ........................................................ 5

1.4

Batasan Masalah ........................................................... 5

1.5

Manfaat......................................................................... 5

1.6

Peta Lokasi .................................................................... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................. 7
2.1 Umum ................................................................................. 7
2.1.1
Jenis jembatan berdasarkan fungsi, lokasi, bahan
konstruksi dan tipe struktur ................................................... 8

vii

2.2

Jembatan Extradosed.................................................... 9

2.2.1
keuntungan Extradose dipilih untuk desain
jembatan adalah : ................................................................ 10
2.2.2
:
2.3

Kerugian Extradose dipilih seabagai desain adalah
10

Jenis Tipe kabel ........................................................... 11

2.3.1

Susunan tipe kabel : ........................................... 11

2.3.2

Dimensi kabel : ................................................. 14

2.4

Deck (Lantai Jembatan)............................................... 16

2.4.1 Lantai jembatan terbuat dari beton............................. 16
2.4.2 Lantai jembatan terbuat dari Baja .............................. 23
2.5 Panjang side span............................................................. 24
2.5.1

Konfigurasi Kabel : .......................................... 25

2.5.2

Anchorages : .................................................... 26

2.6 Towers and Piers ............................................................... 26
2.7 Pembebanan ..................................................................... 28
2.7.1 Menentukan Pembebanan Statis ................................ 28
2.7.2 Beban Lalu Lintas ...................................................... 30
2.7.3 Beban Truck (T) ......................................................... 31
2.7.4 Beban Lingkungan ..................................................... 33
2.7.4 Beban pengaruh Gempa ............................................. 36
2.8 Permodelan dan Analisa Struktur .................................... 37
2.9

Kontrol Stabilitas Aerodinamis ................................... 37

viii

2.9.1 Frekwensi Alami ........................................................ 37
2.9.2 Efek Vortek-Shedding ............................................... 38
2.9.3 Efek Ayunan (flutter) ................................................. 42
2.10 Desain Perletakan ........................................................... 43
2.11 Desain Expantion Joint .................................................... 46
2.11.1 Jenis Jenis Expantion Joint ...................................... 46
2.11.2 Expantion Joint Terbuka .......................................... 46
2.11.3 Expantion Joint Tertutup.......................................... 47
2.12 Metode Pelaksanaan ...................................................... 50
2.12.1 Staging method ........................................................ 50
2.11.2

Push out method .................................................. 51

2.12.3 Cantilever Method ................................................... 52
BAB III METODOLOGI ............................................................ 55
3.1 Diagram Alir Perencanaan Jembatan Kali Legi - Blitar ...... 55
3.2 Pengumpulan Data dan Studi Literatur ............................ 56
3.3

Preliminary Desain ...................................................... 57

3.3.1 Susunan Kabel ........................................................... 57
3.3.2 Dimensi Kabel ........................................................... 58
3.3.3

Sudut Kabel ......................................................... 61

3.3.4

Dimensi Struktur Pylon....................................... 61

3.3.5

Dimensi Lantai kendaraan (deck) ...................... 63

3.3.6

Perhitungan Gaya Prategang ............................... 63

3.3.7

Kehilangan Gaya Prategang ................................ 64

ix

3.4 Pembebanan ..................................................................... 69
3.4.1.Pembebanan Statis ..................................................... 69
3.4.2.Beban Lalu Lintas ...................................................... 72
3.4.3.Beban Truck “T” ........................................................ 73
3.4.4.Beban Lingkungan ..................................................... 74
3.4.5. Pengaruh Beban Gempa ............................................ 78
3.5 Kontrol Stabilitas Aerodinamis ......................................... 78
3.5.1. Frekwensi Alami ....................................................... 79
3.5.2. Efek Vortex-shedding ............................................... 79
3.5.3. Efek Ayunan (flutter) ................................................ 82
3.6 Desain Perletakan ............................................................. 84
3.7 Desain Expantion Joint ...................................................... 85
3.8 Metode Pelaksanaan ........................................................ 86
3.9 Permodelan dan Analisa Struktur ..................................... 87
3.10 Menyusun Gambar Kerja ................................................ 87
BAB IV ....................................................................................... 89
PRELIMINARY DESAIN.......................................................... 89
4.1 Konfigurasi Susunan Kabel ............................................... 89
4.2 Dimensi Lantai kendaraan (deck) ..................................... 89
4.3 Dimensi Kabel dan Anker .................................................. 90
4.3.1

Perhitungan Beban yang dipikul kabel (w λ + P) 91

4.3.2

Beban mati .......................................................... 92

4.3.3

Beban mati Tambahan ........................................ 95

x

4.3.4

Beban Live load (LL).......................................... 95

4.4 Dimensi Pylon ................................................................... 98
BAB V ...................................................................................... 101
STRUKTUR SEKUNDER ....................................................... 101
5.1

Data Perencanaan Tiang sandaran ........................... 101

5.2

Perhitungan beban.................................................... 102

5.2.1 Beban mati ............................................................... 102
5.2.2 Beban Hidup ............................................................ 102
5.2.3 Perhitungan Momen ................................................. 102
5.2.4 Perhitungan Penulangan........................................... 102
5.2.5 Cek Kekuatan Pipa ................................................... 105
5.2.6 Cek Kuat Geser Pons ............................................... 105
5.3

Perencanaan Kerb ..................................................... 106

5.3.1 Perhitungan tulangan ............................................... 106
5.4 Perencanaan Trotoar .................................................... 108
BAB VI ..................................................................................... 111
PERMODELAN DAN ANALISA STRUKTUR ..................... 111
6.1 Data data Bahan untuk Perencanaan ............................. 111
6.2

Tegangan Ijin bahan .................................................. 111

6.3 Design box girder ............................................................ 112
6.4

Analisa pembebanan ................................................ 117

6.4.1 Beban mati ............................................................... 117
6.4.2 Beban Hidup ............................................................ 118

xi

6.4.3 Beban Rem (TB) ...................................................... 119
6.4.4 Beban Angin (Ew) ................................................... 119
6.4.5 Beban Temperature (EUn) ....................................... 123
6.4.6 Beban Gempa ........................................................... 124
6.5 Permodelan ..................................................................... 134
6.6 Analisa struktur ............................................................... 134
6.7 Staging analysis ............................................................... 137
6.7.1 Pembebanan Staging Analisis .................................. 138
6.7.2 Tahapan Staging Analisis ........................................ 141
6.7.3 Hasil Staging Analisis .............................................. 147
6.8Analisa kabel putus satu .................................................. 154
6.8.1 Hasil Analisa Gaya dalam Kabel Putus satu ............ 154
BAB VII .................................................................................... 157
Perencanaan Gelagar ................................................................. 157
7.1 Perencanaan Tendon Box girder ................................... 157
7.2 Perencanaan pada saat pelaksanaan .............................. 158
7.3 Kehilangan prategang ..................................................... 159
7.3.1 Akibat perpendekan elastis beton ∆es ...................... 159
7.3.2 Kehilangan prategang akibat gesekan ∆Fs1............. 159
7.3.3 Kehilangan Prategang akibat slip angkur ∆Fs2 ....... 160
7.4 Kontrol momen retak ...................................................... 162
7. 5 Kontrol momen tahanan batas pada box girder ............ 163
7.6 Kontrol Lendutan ............................................................ 168

xii

7.7 perencanaan tendon menerus........................................ 170
7.7.1 Perencanaan tendon menerus .................................. 170
7.8 Kehilangan prategang ..................................................... 173
7.8.1 akibat perpendekan elastis beton ∆es ....................... 173
7.8.2 Kehilangan prategang akibat gesekan ∆Fs1............. 173
7.8.3 Kehilangan Prategang akibat slip angkur ∆Fs2 ...... 174
7.8.4 Kehilangan prategang akibat rangkak ...................... 174
7.8.5 Kehilangan prategang akibat susut .......................... 175
7.8.6 Kehilangan prategang akibat relaksasi ..................... 176
7.8.7 kontrol diagram tegangan efektig ........................... 176
7.8.8 Kontrol momen retak .............................................. 177
7.8.9 Kontrol momen batas ............................................... 178
7.9

Kontrol Lendutan ...................................................... 182

7.10 Kontrol Torsi.................................................................. 183
7.11 Perencanaan penulangan box girder ............................ 185
7.12 Perencanaan penulangan geser box girder .................. 189
7.13 Perhitungan Blok ujung ................................................. 191
BAB VIII PERENCANAAN KABEL ..................................... 197
8.1 Data Perencanaan ........................................................... 197
8.2 Gaya Stressing Kabel ...................................................... 198
8.3 Analisa Penampang Kabel dengan Aaktual ........................ 202
8.4 Analisa blok angkur pada Gelagar .................................. 203
8.5 Kebutuhan tulangan pencar ........................................... 207

xiii

BAB IX ..................................................................................... 209
KONTROL AERODINAMIS .................................................. 209
9.1 Kontrol Stabilitas Aerodinamis....................................... 209
9.1.1 Frekwensi alami ...................................................... 209
9.1.2 Efek vortex-shedding .............................................. 212
9.1.3 Efek Flutter (Ayunan).............................................. 216
BAB X ...................................................................................... 221
PERENCANAAN PYLON ...................................................... 221
10.1 Penampang pylon ......................................................... 221
10.2 Analisa penampang pylon ............................................. 222
10.3 Penulangan lentur ......................................................... 222
10.4. Penulangan geser ......................................................... 227
10.5. Penulangan torsi .......................................................... 229
10.6 Analisa ankur pada pylon .............................................. 230
10.7 Kebutuhan tulangan pencar ......................................... 233
BAB XI ..................................................................................... 235
PERENCANAAN BALOK ...................................................... 235
11.1 Data Perencanaan Balok ............................................... 235
11.2. Penulangan lentur ........................................................ 236
11.3. Penulangan geser ......................................................... 237
11.4. Penulangan torsi .......................................................... 238
BAB XII ...................................................................................... 239
DESAIN PERLETAKAN DAN DESAIN EXPANTION JOINT........... 239

xiv

12.1 Perencanaan Perletakan ............................................... 239
12.1.1 Lay out Penempatan Perletakan Jembatan ............. 239
12.1.2 Kontrol Desain Perletakan Pot Bearing ................. 240
12.2 Perencanaan Expantion joint ........................................ 243
BAB XIII ..................................................................................... 247
KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 247
13.1 Kesimpulan.................................................................... 247
13.2 Saran ............................................................................. 250
PENUTUP ................................................................................ 251
DAFTAR PUSTAKA ............................................................... 253
LAMPIRAN.............................................................................. 255
BIODATA PENULIS ............................................................... 256

xv

“HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN”

xvi

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. 1 Kondisi Existing Jembatan Kali Legi Blitar ............ 1
Gambar 1. 2 Tipe Jembatan Extradosed ....................................... 3
Gambar 1. 3 Peta lokasi ................................................................ 6
Gambar 2. 1 konsep Gambar extradosed .................................... 10
Gambar 2. 2 Harp pattern (pola kecapi) ...................................... 13
Gambar 2. 3 Fan pattern (pola kipas) ......................................... 13
Gambar 2. 4 Semi Harp pattern (pola setengah kecapi)............. 13
Gambar 2. 5 Asymmetric pattern (pola tidak simetris) ............... 13
Gambar 2. 6 Dek Kotak Puntir Beton, Jembatan Sunshine ......... 17
Gambar 2. 7 Tipe box girder beton ............................................. 17
Gambar 2. 8 Penampang gelagar utama baja (Walther, 1999) ... 24
Gambar 2. 9 Penampang gelagar baja (Troitsky,1988) .............. 24
Gambar 2. 10 Menentukan main span dan side span .................. 25
Gambar 2. 11 menentukan sudut Kabel ...................................... 26
Gambar 2. 12 Tipe kabel XD-E 2006 ......................................... 26
Gambar 2. 13 Tipe pylon atau pier Pada extradose .................... 27
Gambar 2. 14 Beban Lajur D ...................................................... 30
Gambar 2. 15 pembagian beban berat truk ................................. 32
Gambar 2. 16 faktor beban dinamis untuk beban T untuk
pembebanan lajur D .................................................................... 32
Gambar 2. 17 Koefisien CN......................................................... 40
Gambar 2. 18 Klasifikasi efek psikologis berdasarkan amplitudo
(Walther, 1999) ........................................................................... 41
Gambar 2. 19 Klasifikasi efek psikologis berdasarkan percepatan
getaran (Walther, 1999) .............................................................. 41
Gambar 2. 20 Efek Ayunan (Walther, 1999) .............................. 42
Gambar 2. 21 Efek Ayunan (Walther, 1999) .............................. 43

xvii

Gambar 2. 22 Elemen penyusun Pot Bearing.............................. 44
Gambar 2. 23 Lay out penempatan Pod Bearing ........................ 45
Gambar 2. 24 Tipe Expantion joint jenis Butt joint .................... 47
Gambar 2. 25 Tipe Expantion joint jenis finger joint ................. 47
Gambar 2. 26 Tipe Expantion Joint Jenis New Cut Off Joint ..... 48
Gambar 2. 27 Tipe Expantion Joint Jenis Asphaltic Plug joint .. 48
Gambar 2. 28 Tipe Expantion Joint Jenis Strip Seal................... 49
Gambar 2. 29 Tipe Expantion Joint Jenis Modullar joint ........... 49
Gambar 2. 30 Prosedur pelaksanaan staging method (soegihardjo
2007) ........................................................................................... 50
Gambar 2. 31 Prosedur pelaksaan teknik push out (soegihardjo
2007) ........................................................................................... 52
Gambar 2. 32 Metode pelaksanaan kantilever (parke and huson
2008) ........................................................................................... 53
Gambar 2. 33 Metode pelaksanaan kantilever (Gimsing and
T.christos 2012............................................................................ 53
Gambar 2. 34 Ilustrasi arah berlawanan dari urutan analisi dan
urutan pelaksanaan (gimsing 1983) ............................................ 53
Gambar3. 1 Spesifikasi desain .................................................... 57
Gambar3. 2 opset kabel pertama ................................................. 58
Gambar3. 3 pemilihan sudut kabel ............................................. 61
Gambar3. 4 Beban lajur D .......................................................... 72
Gambar3. 5 Beban truck ............................................................. 73
Gambar3. 6 Faktor beban dinamis untuk beban T untuk
pembebanan lajur D .................................................................... 74
Gambar3. 7 Koefisien CN............................................................ 81
Gambar3. 8 Klasifikasi efek psikologis berdasarkan amplitudo
(Walther, 1999) ........................................................................... 82

xviii

Gambar3. 9 Klasifikasi efek psikologis berdasarkan percepatan
getaran (Walther, 1999) .............................................................. 82
Gambar3. 10 Efek Ayunan (Walther, 1999) ............................... 83
Gambar3. 11 Kecepatan Kritis Teoritis Efek Ayunan (Walther,
1999) ........................................................................................... 83
Gambar3. 12 Lay out penempatan Pod Bearing ......................... 84
Gambar3. 13 Tipe Expantion Joint Jenis Modullar joint ............ 85
Gambar3. 14 metode pelaksaanan cantilever .............................. 86
Gambar3. 15 metode pelaksanaan kantilever ............................. 86
Gambar 4. 1 susuan sudut kabel. Dengan sudutnya adalah
12,12,12,13,13 ............................................................................ 91
Gambar 4. 2 Ilustrasi beban yang dipikul kabel.......................... 92
Gambar 4. 3 Penampang box girder ........................................... 93
Gambar 4. 4 Dimensi Penampang Box dan pylon ...................... 99
Gambar 5. 1 diameter pipa tiang sandaran ................................ 101
Gambar 5. 2 Area geser pons .................................................... 105
Gambar 6. 1 penampang box girder tengah bentang dan Gambar
6. 2penampang box girder dekat pier ........................................ 113
Gambar 6. 3 menentukan titik berat penampang box ............... 113
Gambar 6. 4 perhitunga titik berat segmen 17 ........................ 114
Gambar 6. 5 diagram respon spektrum x gempa blitar ............. 128
Gambar 6. 6diagram respon spektrum y gempa blitar .............. 128
Gambar 6. 7 Vibration mode shape pada mode 1 menunjukan
lentur arah X ............................................................................. 130
Gambar 6. 8 Vibration mode shape pada mode 1 menunjukan
Torsi arah Y ............................................................................... 131
Gambar 6. 9Permodelan elemen jembatan ............................... 134

xix

Gambar 6. 10Tampak memanjang dan melintang permodelan 134
Gambar 6. 11Gambar metode pelaksanaan Balance kantilever 138
Gambar 6. 12 penomoran kabel dan gelagar............................. 138
Gambar 6. 13 Form traveller yang digunakan mengikuti
spesifikasi milik Handan China Railway Bridge Machinery Co.Ltd
.................................................................................................. 139
Gambar 6. 14 Hasil analisa reaksi pada form traveler (dalam kn)
.................................................................................................. 141
Gambar 6. 15 Gambar Permodelan di midas............................ 147
Gambar 6. 16 analisa kabel putus ............................................. 154
Gambar 7. 1 beam diagram kombinasi Layan 4 ....................... 171
Gambar 7. 2 Diagram tegangan Pada jembatan ........................ 181
Gambar 7. 3 Momen mz terbesar pada segmen 0 ..................... 181
Gambar 7. 4 permodelan penampang box pada sap2000.......... 186
Gambar 7. 5 Penulangan blok ujung atas (dalam mm) ............. 192
Gambar 7. 6 Penulangan blok ujung bawah (dalam mm) ......... 193
Gambar 7. 7 Periksa blok ujung atas (dalam mm) .................... 194
Gambar 7. 8 Periksa blok ujung bawah (dalam mm) ................ 195
Gambar 8. 1 Pemberian kode dan nomor segmen dan kabel .... 198
Gambar 8. 2 Detail angker VSL SSI 2000 yang digunakan ......... 204
Gambar 8. 3 Notasi dimensi angkur ......................................... 204
Gambar 9. 1 Macam macam penampang deck ......................... 214
Gambar 9. 2 Grafik Koefisien CN ............................................. 214
Gambar 9. 3 Grafik Klasifikasi efek psikologis berdasarkan
amplitudo (Walther, 1999) ........................................................ 215
Gambar 9. 4 Grafik Klasifikasi efek psikologis berdasarkan
percepatan getaran (Walther, 1999) ........................................ 216

xx

Gambar 9. 5 Grafik antara Frekwensi dan periode ................... 217
Gambar 9. 6 Grafik antara Vkritis dan E (FT/FB) ....................... 218
Gambar 9. 7 Grafik Koreksi Kecepatan Kritis ............................ 219
Gambar 9. 8 Grafik antara Frekwensi dan periode ................... 220
Gambar 10. 1 Dimensi Penampang Pylon (satuan dalam cm) .. 221
Gambar 10. 2 Section properties penampang kolom ................ 222
Gambar 10. 3 Aksial dan momen yang akan di input ke Sp
Coloumn.................................................................................... 225
Gambar 10. 4 Diagram Interaksi Kolom P aksial ..................... 226
Gambar 10. 5 Diagram Interaksi Momen Z .............................. 226
Gambar 10. 6 Diagram Interaksi Momen Y ............................. 226
Gambar 11. 1 Section properties penampang cross beam ........ 235
Gambar 11. 2 Hasil analisa cross beam pada program bantu
spColumn .................................................................................. 236
Gambar 11. 3 Desain penulangan cross beam .......................... 238
Gambar 12. 1 Denah Penempatan Posisi Pot Bearing jembatan
Di blitar..................................................................................... 239
Gambar 12. 2 Type Perletakan Multidirectional ...................... 240
Gambar 12. 3 brosur pergerakan multidirectional ................... 240
Gambar 12. 4 Type Perletakan Fixed ....................................... 242
Gambar 12. 5 Dimensi expantion joint ..................................... 245

xxi

“HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN”

xxii

DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Bentang Ekonomis ....................................................... 9
Tabel 2. 2 nilai koefesien wobble dan koefesien kelengkungan . 19
Tabel 2. 3 nilai koefesien faktor susut ........................................ 21
Tabel 2. 4 Nilai Kre dan J ........................................................... 21
Tabel 2. 5 nilai C......................................................................... 22
Tabel 2. 6 Berat isi untuk beban mati ......................................... 28
Tabel 2. 7 Faktor Beban untuk berat sendiri ............................... 29
Tabel 2. 8 Faktor beban untuk berat mati tambahan ................... 30
Tabel 2. 9 faktor untuk beban lajur D ......................................... 31
Tabel 2. 10 Faktor beban untuk beban T .................................... 32
Tabel 2. 11 faktor beban akibat susut dan rangkak ..................... 33
Tabel 2. 12 Faktor beban akibat pengaruh prategang ................. 33
Tabel 2. 13 Nilai Vo dan Zo ....................................................... 35
Tabel 2. 14 Tekanan angin dasar ................................................ 35
Tabel 2. 15 Komponen beban angin yang bekerja pada kendaraan
.................................................................................................... 36
Tabel 2. 16 Klasifikasi jenis perletakan ....................................... 43
Tabel 2. 17 Macam-macam tipe perletakan ............................... 45
Tabel 3. 1 Nilai Koefesien wobble dan koefesien kelengkungan 65
Tabel 3. 2 Nilai koefesien faktor susut ....................................... 66
Tabel 3. 3 Nilai Kre dan J ........................................................... 67
Tabel 3. 4 Nilai C ........................................................................ 68
Tabel 3. 5 Berat isi untuk beban mati ......................................... 69
Tabel 3. 6 Faktor beban untuk berat sendiri............................... 70
Tabel 3. 7 faktor beban untuk berat sendiri ................................ 71
Tabel 3. 8 Faktor beban untuk beban lajur D .............................. 72
Tabel 3. 9 faktor beban untuk beban T ....................................... 73

xxiii

Tabel 3. 10 Faktor beban akibat susut dan rangkak .................... 74
Tabel 3. 11 Faktor beban akibat pengaruh gaya prategang ......... 75
Tabel 3. 12 nilai Vo dan Zo .......................................................... 76
Tabel 3. 13 Tekanan angin dasar ................................................ 77
Tabel 3. 14 komponen beban angin yang bekerja pada kendaraan
.................................................................................................... 77
Tabel 3. 15 Macam-macam tipe perletakan ................................ 84
Tabel 4. 1 Jenis Kabel dan Angker ............................................. 90
Tabel 4. 2 Rekapitulasi Luas penampang segmen 8 dan 9 ......... 94
Tabel 4. 3 Perhitungan jumlah starnd pada tendon ..................... 97
Tabel 4. 4 Modulus Elastisitas Efektif Ekivalen (Eeff) ................ 98
Tabel 4. 5 Gaya aksial pada pylon .............................................. 98
Tabel 5. 1 Luas trotoar terhadap beban nominal ....................... 108
Tabel 6. 1 Perhitungan c.g.c Penampang Pada Segmen 17 ...... 114
Tabel 6. 2 perhitungan Inersia .................................................. 115
Tabel 6. 3 kern atas dan kern bawah ......................................... 116
Tabel 6. 4 perhitungan berat segmen : ..................................... 117
Tabel 6. 5 Nilai Vo dan Zo ........................................................ 120
Tabel 6. 6 Tekanan angin dasar ................................................ 121
Tabel 6. 7 Tekanan angin menabrak kendaraan ........................ 121
Tabel 6. 8 perhitungan beban angina pada kendaraan : .......... 122
Tabel 6. 9 Sifat bahan rata-rata akibat pengaruh temperatur .... 123
Tabel 6. 10 Temperatur jembatan rata-rata nominal ................. 123
Tabel 6. 11 Rekapitulasi beban ................................................. 124
Tabel 6. 12 klasifikasi jenis tanah .............................................. 124
Tabel 6. 13 pengelompokan data tanah no 1 ............................. 125
Tabel 6. 14 pengelompokan data tanah no 2 ............................. 125

xxiv

Tabel 6. 15 pengelompokan data tanah no 3 ............................. 126
Tabel 6. 16 pengelompokan data tanah no 4 ............................. 126
Tabel 6. 17 pengelompokan data tanah no 5 ............................. 126
Tabel 6. 18 mencari Fa .............................................................. 127
Tabel 6. 19 mecari Fv ................................................................ 127
Tabel 6. 20 Berat bangunan ...................................................... 128
Tabel 6. 21 Kombinasi beban ................................................... 132
Tabel 6. 22 konfigurasi beban ................................................... 133
Tabel 6. 23 periode struktur tiap vibration mode shape ............ 134
Tabel 6. 24 Modal Participation masses (%) ........................... 135
Tabel 6. 25 Hasil output gaya dalam lantai kendaraan ............. 136
Tabel 6. 26 Hasil Output Gaya dalam pada Pylon ..................... 136
Tabel 6. 27 Hasil output gaya dalam pada Balok ..................... 136
Tabel 6. 28 Hasil output gaya dalam pada kabel ...................... 137
Tabel 6. 29 Konfigurasi pembebanan untuk staging analysis .. 138
Tabel 6. 30 spesifikasi form traveller ....................................... 140
Tabel 6. 31 permodelan sap ..................................................... 140
Tabel 6. 32 pemodelan tahapan pelaksanaan .......................... 141
Tabel 6. 33 Hasil analisa ouput gaya dalam pada lantai kendaraan
.................................................................................................. 152
Tabel 6. 34 Hasil analisa ouput gaya dalam pada Kabel........... 153
Tabel 6. 35 Hasil analisa ouput gaya dalam pada Pylon ........... 153
Tabel 6. 36 Hasil analisa ouput gaya dalam pada lantai kendaraan
.................................................................................................. 154
Tabel 6. 37 Hasil analisa ouput gaya dalam pada pylon ........... 155
Tabel 6. 38 Hasil analisa ouput gaya dalam pada balok ........... 155
Tabel 6. 39 Hasil analisa ouput gaya dalam pada Kabel........... 155
Tabel 7. 1 perhitungan kehilangan prategang pada saat
pelaksanaan .............................................................................. 161

xxv

Tabel 7. 2 perhitungan Mcr dan Mn ......................................... 165
Tabel 7. 3 Perhitungan titik berat dengan adanya tendon ......... 169
Tabel 7. 4 Perhitungan Inersia efektif ....................................... 169
Tabel 7. 5 kontrol momen nominal dan kontrol momen batas . 179
Tabel 7. 6 Kontrol Mn dan Mcr terhadap kuat 1 dan kabel putus
satu ........................................................................................... 179
Tabel 7. 7 perhitungan Kontrol torsi ......................................... 185
Tabel 7. 8 perhitungan Penulangan pada box girder ................. 189
Tabel 7. 9 penulangan geser box girder .................................... 191
Tabel 8. 1 Jenis Kabel dan Anker ............................................. 197
Tabel 8. 2 Kebutuhan Preliminary Jumlah kabel ...................... 198
Tabel 8.3 Gaya Tarik Awal kabel ............................................. 199
Tabel 8. 4 Kebutuhan Jumlah Kabel Akibat Gaya Tarik Awal 200
Tabel 8. 5 Gaya maksimum Kabel ............................................ 200
Tabel 8. 6 Gaya kabel yang terjadi pada saat kabel putus satu . 201
Tabel 8. 7 Hasil Analisa Gaya Tarik kabel Aktual ................... 202
Tabel 8. 8 Kontrol Kemampuan Kabel dari As Aktual ............. 203
Tabel 8. 9 Hasil analisa gaya tarik dari Aaktual............................. 204
Tabel 8. 10 Spesifikasi angker VSL SSI 2000 yang digunakan 205
Tabel 8. 11 Kontrol Tegangan beton saat stressing pada kabel di
blok angkur ............................................................................... 206
Tabel 8. 12 Perhitungan tulangan ankur Pada gelagar ............. 208
Tabel 9. 1 Keterangan Vibration mode pada hasil midas ......... 210
Tabel 9. 2 Nilai mode midas (frekwensi dan periode ............... 212
Tabel 10. 1 Hasil analisa gaya tarik dari Aaktual .......................... 230
Tabel 10. 2 Spesifikasi angker VSL SSI 2000 yang digunakan 231

xxvi

Tabel 10. 3 Kontrol tegangan beton saat stressing pada kabel di
pylon ......................................................................................... 232
Tabel 10. 4 Perhitungan angkur pada pylon ............................. 234
Tabel 12. 1 Dimensi Multiidirectional Pot Bearing ................. 241
Tabel 12. 2 Dimensi Fixed Pot Bearing ...................................... 242
Tabel 12. 3 permodelan Deformasi untuk perencanaan expantion
joint ........................................................................................... 243
Tabel 12. 4 Tipe Expantion joint .............................................. 244
Tabel 12. 5 Dimensi expantion joint ......................................... 244

xxvii

“HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN”

xxviii

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sarana transportasi merupakan salah satu kebutuhan yang
penting dalam kehidupan masyarakat. Hal ini dikarenakan sarana
transportasi sangat berpengaruh pada seluruh aspek kehidupan
manusia yang meliputi aspek ekonomi, sodial, budaya dan
maupun aspek-aspek lainnya yang ada dalam kehidupan
masyarakat. Sarana transportasi berfungsi untuk melancarkan
hubungan antara tempat dengan tempat yang lainnya. Salah satu
prasarana untuk memperlancar kegiatan transportasi adalah
jembatan. Jembatan menurut ilmu sipil merupakan suatu struktur
konstruksi yang memungkinkan menghubungkan suatu rute
transportasi yang terpisah oleh rintangan seperti sungai, lembah,
saluran irigasi dan menghubungkan antar pulau yang terpisah
cukup jauh.
Kondisi saat ini jembatan di Kali Legi Kabupaten Blitar
Jawa Timur Indonesia merupakan jembatan dengan konstruksi
gelagar beton prategang. Bentang bersih jembatan 323,6m,
jembatan ini dibagi menjadi delapan bagian dengan sembilan
pilar, lima bagian dengan panjang 50,60m, satu bagian dengan
panjang 25,60m, satu bagian dengan panjang 25,00m, satu bagian
dengan panjang 20,00m, serta lebar lantai kendaraannya 7 m,
untuk lebih jelasnya lihat Gambar 1.1 berikut :

Gambar 1. 1 Kondisi Existing Jembatan Kali Legi Blitar

1

2
Dalam ilmu teknik sipil jembatan didefinisikan sebagai
bagian dari infrastruktur transportasi yang berfungsi
menghubungkan jalan yang terputus akibat adanya rintangan
seperti sungai, danau, lembah, jurang, bahkan jalan raya maupun
jalan kereta api, dll. Dalam perencanaan jembatan sebaiknya
tidak hanya mempertimbangkan aspek struktural dan transportasi
saja, tetapi juga perlu meninjau aspek estetika dan ekonomi.
(Olyvia dan purwanto ,2015).
Desain jembatan menggunakan gelagar beton prategang
terkesan kurang memiliki nilai estetika dan kurang efektif. Hal ini
menimbulkan kesan masif dan kokoh, karena bahan materialnya
dominan menggunakan beton. Dikarenakan desainnya berupa
gelagar beton prategang, untuk panjang 323,6 m maka untuk
menopang gelagarnya dibutuhkan banyak pilar.
Adanya banyak pilar sehingga mengakibatkan sulitnya
metode pelaksanaan pembuatan pilar di daerah lembah dan
pemancangan di daerah lembah . Maka sebaiknya perlu diadakan
modifikasi pada lantai kendaraan dan pilar, sehingga dapat
memudahkan dalam pelaksaan dilapangan. maka dari itu perlu
adanya modifikasi desain jembatan Kali Legi Blitar Jawa Timur
Indonesia. Desain yang tepat adalah dengan desain jembatan
bentang panjang, dapat berupa jembatan kabel atau busur.
Sedangkan untuk nilai estetika yang tinggi dapat diperoleh pada
desain jembatan kabel.
Jembatan extradose merupakan salah satu jenis jembatan
bentang panjang yang didukung oleh kabel, dimana kabel dari
pylon terhubung langsung pada gelagar.. Jembatan Extradose
adalah jembatan modifikasi atau peralihan gelagar dan cable stay.
Tinggi tower extradose lebih pendek di bandingkan dengan cable
stay dan sudut kabel antara pilon dan gelagar relatif landai di
bandingkan dengan cable stay (Benjumea dan chio (2010)) .
Berikut adalah spesifikasi perencanaan jembatan extadosed yaitu
pada Gambar 1.2 :

3

Gambar 1. 2 Tipe Jembatan Extradosed
Alasan kenapa metoda Extradose dipilih untuk desain jembatan
adalah :

1. Jembatan tipe extradose dapat memenuhi aspek
estetika yang juga merupakan faktor pertimbangan
penting dalam perencanaan jembatan (Olivia dan
purwanto ,2015).
2. Tinggi pylon extradose lebih pendek di bandingkan
dengan cable stay dan sudut kabel antara pilon dan
gelagar relatif landai di bandingkan dengan cable
stay sehingga memudahkan dalam pelaksanaan . Dan
Stres kelelahan Rendah berkisar tinggal kabel karena
beban hidup (Sardesai dan Desai (2014) )
3. Allowable stress ratio untuk extradosed bridge
diijinkan sampai 60%. Kris Mermigas (2008)
Dalam proyek akhir ini jembatan Kali Legi Blitar Jawa
Timur Indonesia akan direncanakan sebagai jembatan extradose ,
dengan desain jembatan ini akan didapatkan manfaat yang dapat
mengatasi permasalahan diatas. Manfaat yang dari desain ini
adalah dapat meminimalkan kebutuhan pilar sehingga
memudahkan pelaksanaan dilapangan. jembatan extradose
memiliki nilai estetika yang tinggi yang didapat dari komposisi
desain lantai kendaraan, susunan kabel, dan desain pilar
jembatan. Maka dari itu, penting untuk dilakukan modifikasi
pada jembatan Kali Legi Blitar Jawa Timur Indonesia dengan
sistem Extradose bridge

4
1.2 Perumusan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas dalam studi Tugas Akhir
ini dijelaskan pada Permasalahan Utama dan Detail
Permasalahan. Untuk penjelasan secara rinci sebagai
berikut :
1.2.1. Permasalahan Utama
Bagaimana memodifikasi jembatan kali legi Blitar dari
beton prategang menjadi jembatan extradosed dengan
sistem kabel semi harp pattern dan model pylon h plane
dengan pelat lantai box girder?
1.2.2. Detail Permasalahan
1. Bagaimana perubahan dari denah dan tampak jembatan
setelah modifikasi ?
2. Bagaimana pembebanan pada desain jembatan setelah
modifikasi ?
3. Bagaimana merencanakan lantai kendaraan, kabel, dan
tiang dengan desain extradosed ?
4. Bagaimana permodelan dan analisa struktur dalan
perencanaan jembatan ini ?
5. Bagaimana mengontrol jembatan ini akibat dari beban
yang ada ?
6. Bagaimana hasil akhir dari perencanaan modifikasi ini ?
1.3 Tujuan
Tujuan yang akan didapat dalam Tugas Akhir ini
dijelaskan pada Tujuan Umum dan Detail Tujuan. Untuk
penjelasan secara rinci sebagai berikut :
1.3.1. Tujuan Utama
Mampu memodifikasi jembatan kali legi Blitar dari beton
prategang menjadi jembatan extradosed dengan sistem

5
kabel semi harp pattern dan model pylon h plane dengan
pelat lantai box girder
1.3.2. Detail Tujuan
1.Mampu perubahan dari denah dan tampak jembatan setelah
modifikasi
2.Mampu pembebanan pada desain jembatan setelah
modifikasi
3.Mampu merencanakan lantai kendaraan, kabel, dan tiang
dengan desain extradosed
4.Mampu permodelan dan analisa struktur dalan perencanaan
jembatan ini
5.Mampu mengontrol jembatan ini akibat dari beban yang
ada ?
6.Mengetahui hasil akhir dari perencanaan modifikasi ini .
1.4 Batasan Masalah
Untuk menghindari terlalu luasnya cakupan yang dibahas
maka diperlukan batasan pengerjaan dalam Tugas Akhir
ini, diantaranya:
1. Perencanaan jembatan ini hanya meninjau struktur saja
(tidak meninjau analisa biaya dan manajemen konstruksi).
2. Perumusan yang digunakan sesuai dengan literatur yang
ada.
3. Tidak merencanakan struktur bawah.
1.5 Manfaat
Umum :
1. Sebagai referensi dalam melakukan desain jembatan
dengan menggunakan sistem Extradose.
2. Sebagai bahan pertimbangan dalam mendesain jembatan
bagi instansi terkait.

6
Bagi penulis :
1. Dapat menerapkan ilmu perencanaan jembatan, terutama
untuk bentang panjang.
2. Sebagai evaluasi penguasaan ilmu ketekniksipilan terkait
desain jembatan selama kuliah.
3. Menambah wawasan dan pengetahuan akan ilmu desain
jembatan.
1.6 Peta Lokasi
Berikut adalah peta lokasi modifikasi perencanaan dari jembatan
ini pada Gambar 1.3 berikut :

Gambar 1. 3 Peta lokasi

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Jembatan merupakan prasarana transportasi yang
penting, jembatan digunakan oleh manusia untuk melewati
rintangan dan menuju ke suatu tempat di seberang rintangan
tersebut. Manusia mulai menggunakan jembatan sejak zaman
purba, dulu pertama kali yang digunakan manusia adalah berupa
jembatan alami, seperti pohon tumbang yang melintasi rintangan
(jembatan balok sederhana) Ma’arif, 2012). Seiring dengan
perkembangan zaman, teknologi struktur jembatan terus
mengalami kemajuan yang pesat
Jembatan adalah suatu bangunan yang memungkinkan
suatu jalan menyilang sungai/saluran air, lembah atau menyilang
jalan lain yang tidak sama tinggi permukaannya. Dalam
perencanaan
dan
perancangan
jembatan
sebaiknya
mempertimbangkan fungsi kebutuhan transportasi, persyaratan
teknis dan estetika-arsitektural yang meliputi : Aspek lalu lintas,
Aspek teknis, Aspek estetika (Supriyadi dan Muntohar, 2007)
Jembatan beruji kabel menjadi salah satu alternatif dalam
pembangunan jembatan bentang panjang. Ruji kabel adalah kabel
eksternal dengan dwi fungsi. Ruji kabel berfungsi sebagai elemen
struktur penyangga dalam pemasangan gelagar lantai dengan
sistem kantileverbertahap (construction stages) dan sebagai
elemen utama struktur serta perletakan elastis/pegas atau pilar
antara dalam struktur akhir. Jembatan dengan sistem beruji kabel
merupakan jembatan yang terdiri dari satu atau lebih
menara/menara dengan susunan kabelyang memikul gelagar
lantai. (pedoman perencanaan teknis jembatan beruji kabel
(2015))

7

8
2.1.1 Jenis jembatan berdasarkan fungsi, lokasi, bahan
konstruksi dan tipe struktur
sekarang ini telah mengalami perkembangan pesat sesuai
dengan kemajuan jamandan teknologi, mulai dari yang sederhana
sampai pada konstruksi yang mutakhir.Berdasarkan fungsinya,
jembatan dapat dibedakan sebagai berikut :
2.1.1.1Menurut Kegunaan
1. Jembatan jalan raya (higway bridge)’’
Jembatan untuk lalu lintas kendaraan bermotor
2. Jembatan pejalan kaki (footh path)
Jembatan yang digunakan untuk lalu lintas pejalan
kaki
3. Jembatan kereta api (railway bridge)
Jembatan untuk lintasan kereta api
4. Jembatan jalan air
jembatan untuk menyangga jaringan perpipaan
saluran air
5. Jembatan penyebrangan
jembatan untuk menyangga lalu lintas kendaraan
bermotor
2.1.1.1

Menurut Jenis Materialnya

1. Jembatan jalan raya (highway bridge)
2. Jembatan kayu
3. Jembatan baja
4. Jembatan beton bertulang dan pratekann
5. Jembatan komposit
2.1.1.2

Menurut Sistem Struktur

1. Jembatan dengan tumpuan sederhana (simply
2. supp