Analisa Balok Prategang Jembatan Jl. Sudirman dan Dibandingkan Menggunakan Balok Komposit Baja- Beton (Studi Kasus)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Jembatan adalah struktur yang dibangun dengan tujuan menghubungkan
dua dataran yang terpisah oleh perairan (dataran yang lebih rendah). Pada
awalnya jembatan dibuat sangat sederhana dengan menggunakan kayu. Seiring
dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, jembatan mulai dibuat
dengan mengunakan beton atau beton yang dikompositkan dengan baja.
Kemudian, dengan berkembangnya teknologi beton, mulailah orang-orang
membuat jembatan dengan menggunakan beton prategang.
Konstruksi komposit adalah sebuah konstruksi yang bahan-bahannya
merupakan perpaduan dari dua jenis material yang berbeda sifat, yang
disatukan sedemikian rupa, sehingga bekerja sama dalam memikul beban.
Konstruksi seperti ini ditemukan pada struktur jembatan, yaitu gabungan antara
pelat lantai dari bahan beton dan gelagar dari bahan baja. Gabungan kedua elemen
struktur ini dapat memikul beban lentur (momen) secara bersama-sama.
Beton prategang merupakan hasil rekayasa ilmu di bidang teknik sipil
yang menggunakan gaya pra-tekan untuk meminimalisir kekurangan yang
dimiliki beton itu sendiri. Sebagaimana kita ketahui bahwa sifat alami beton
adalah lemah terhadap gaya tarik. Atas dasar inilah dikembangkan suatu
rekayasa yang mana beton akan mengalami kondisi pratekan penuh pada setiap
segmen balok (tanpa adanya bagian beton yang mengalami tarik).
Jembatan di jl.Sudirman Medan merupakan jembatan beton prategang,
dimana gelagar dari jembatan tersebut merupakan gelagar I segmental beton
1
Universitas Sumatera Utara
prategang (post- tensioning) dengan panjang jembatan 35,8 m dan lebar 20 m.
Tinggi balok precast 1,70 m sebanyak 10 buah balok. Jembatan di jl.Sudirman
Medan terletak di atas sungai Babura yang dibangun pada tahun 2010 lalu.
Gambar 1.1 Potongan Melintang Jembatan Sudirman
1.2.Perumusan Masalah
Pada tugas akhir ini akan dievaluasi balok prategang jembatan tersebut dan
direncanakan ulang gelagar jembatan tersebut menggunakan balok komposit baja
– beton.
1.3.Tujuan
Tujuan penulisan makalah ini adalah :
a. Mengevaluasi dengan mengontrol apakah balok prategang dengan
h=1,70 m aman atau tidak menerima beban yang terjadi.
b. Menganalisa ulang gelagar Jembatan Sudirman menggunakan balok
komposit baja – beton.
c. Mengontrol apakah struktur komposit tersebut aman atau tidak
menerima beban yang terjadi dengan metode ASD dan LRFD.
d. Membandingkan perkiraan harga struktur balok prategang dan balok
komposit tersebut.
1.4. Manfaat
Manfaat dari penulisan ini adalah :
a. Dapat merencanakan balok prategang jembatan yang sesuai dengan
persyaratan struktur yang aman.
2
Universitas Sumatera Utara
b. Dapat merencanakan balok induk jembatan dengan profil IWF yang
sesuai dengan persyaratan struktur yang aman.
c. Dapat memahami konsep perencanaan struktur jembatan prategang
dan komposit.
d. Diharapkan tulisan ini dapat menjadi bahan referensi pembelajaran
tentang jembatan prategang dan komposit.
.
1.5. Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah mengenai penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Panjang bentang jembatan 35 m.
2. Lebar jembatan 20 m.
3. Sistem penarikan kabel post - tension.
4. Perhitungan beban kendaraan berdasarkan RSNI T-02-2005.
5. Standard yang dipakai untuk perencanaan struktur beton jembatan
yaitu RSNI T-12-2004.
6. Perencanaan Struktur Beton Pratekan untuk Jembatan dan Bridge
Management System (BMS’92).
7. Perhitungan Losses.
8. Kontrol tegangan dan lendutan.
9. Perhitungan balok komposit menggunakan profil IWF.
10. Penghubung Geser/Shear Connector dengan menggunakan baut / paku.
11. Tidak merencanakan perkerasan, desain jalan, pondasi, dan sambungan
profil.
3
Universitas Sumatera Utara
1.6. Metodologi Penelitian
Mulai
Perumusan Masalah
Tujuan
Pengumpulan Data Lapangan berupa
Panjang Bentang dan Dimensi Balok
Analisa Beban Rencana
Kontrol dimensi I Girder, diantaranya:
1.
2.
3.
4.
5.
Perhitungan lintang dan momen
Gaya pratekan
Kehilangan gaya pratekan
Tata letak kabel (tendon)
Kontrol tegangan dan lendutan
Selesai
A
A
4
Universitas Sumatera Utara
Perencanaan Sistem Komposit
(ASD)
Pra dimensi (ukuran ditentukan)
Analisa beban (Mmax, Dmax)
NOT
OK
Hitung kekuatan tampang komposit (Ix,
Wx)
Kontrol tegangan yang terjadi
Jika tampang tidak kuat
Ditambah pelat perkuatan
sayap bawah
Dihitung kembali kekuatan tampang komposit
Dikontrol kembali tegangan yang
terjadi
Pemutusan pelat perkuatan sayap
B
B
5
Universitas Sumatera Utara
Analisa Shear Connector
Kontrol Lendutan
Selesai
Metode
LRFD
Mulai
Studi Literatur
Spesifikasi jembatan
- Pembebanan jembatan
- Data-data fisik jembatan
- Data-data struktur jembatan
Desain
Tida
k OK
Syarat kestabilan profil menurut
LRFD
OK
Hasil desain
Selesai
6
Universitas Sumatera Utara
D
Perbandingan Biaya Struktur
Kesimpulan dan Saran
Selesai
1.7. Sistematika Penulisan
Penulisan ini disusun dalam lima bab dengan sistematika penulisan sebagai
berikut:
Bab I Pendahuluan
Bab II Studi Pustaka
Bab III Aplikasi dan Pembahasan
Bab IV Kesimpulan dan Saran
7
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Jembatan adalah struktur yang dibangun dengan tujuan menghubungkan
dua dataran yang terpisah oleh perairan (dataran yang lebih rendah). Pada
awalnya jembatan dibuat sangat sederhana dengan menggunakan kayu. Seiring
dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, jembatan mulai dibuat
dengan mengunakan beton atau beton yang dikompositkan dengan baja.
Kemudian, dengan berkembangnya teknologi beton, mulailah orang-orang
membuat jembatan dengan menggunakan beton prategang.
Konstruksi komposit adalah sebuah konstruksi yang bahan-bahannya
merupakan perpaduan dari dua jenis material yang berbeda sifat, yang
disatukan sedemikian rupa, sehingga bekerja sama dalam memikul beban.
Konstruksi seperti ini ditemukan pada struktur jembatan, yaitu gabungan antara
pelat lantai dari bahan beton dan gelagar dari bahan baja. Gabungan kedua elemen
struktur ini dapat memikul beban lentur (momen) secara bersama-sama.
Beton prategang merupakan hasil rekayasa ilmu di bidang teknik sipil
yang menggunakan gaya pra-tekan untuk meminimalisir kekurangan yang
dimiliki beton itu sendiri. Sebagaimana kita ketahui bahwa sifat alami beton
adalah lemah terhadap gaya tarik. Atas dasar inilah dikembangkan suatu
rekayasa yang mana beton akan mengalami kondisi pratekan penuh pada setiap
segmen balok (tanpa adanya bagian beton yang mengalami tarik).
Jembatan di jl.Sudirman Medan merupakan jembatan beton prategang,
dimana gelagar dari jembatan tersebut merupakan gelagar I segmental beton
1
Universitas Sumatera Utara
prategang (post- tensioning) dengan panjang jembatan 35,8 m dan lebar 20 m.
Tinggi balok precast 1,70 m sebanyak 10 buah balok. Jembatan di jl.Sudirman
Medan terletak di atas sungai Babura yang dibangun pada tahun 2010 lalu.
Gambar 1.1 Potongan Melintang Jembatan Sudirman
1.2.Perumusan Masalah
Pada tugas akhir ini akan dievaluasi balok prategang jembatan tersebut dan
direncanakan ulang gelagar jembatan tersebut menggunakan balok komposit baja
– beton.
1.3.Tujuan
Tujuan penulisan makalah ini adalah :
a. Mengevaluasi dengan mengontrol apakah balok prategang dengan
h=1,70 m aman atau tidak menerima beban yang terjadi.
b. Menganalisa ulang gelagar Jembatan Sudirman menggunakan balok
komposit baja – beton.
c. Mengontrol apakah struktur komposit tersebut aman atau tidak
menerima beban yang terjadi dengan metode ASD dan LRFD.
d. Membandingkan perkiraan harga struktur balok prategang dan balok
komposit tersebut.
1.4. Manfaat
Manfaat dari penulisan ini adalah :
a. Dapat merencanakan balok prategang jembatan yang sesuai dengan
persyaratan struktur yang aman.
2
Universitas Sumatera Utara
b. Dapat merencanakan balok induk jembatan dengan profil IWF yang
sesuai dengan persyaratan struktur yang aman.
c. Dapat memahami konsep perencanaan struktur jembatan prategang
dan komposit.
d. Diharapkan tulisan ini dapat menjadi bahan referensi pembelajaran
tentang jembatan prategang dan komposit.
.
1.5. Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah mengenai penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Panjang bentang jembatan 35 m.
2. Lebar jembatan 20 m.
3. Sistem penarikan kabel post - tension.
4. Perhitungan beban kendaraan berdasarkan RSNI T-02-2005.
5. Standard yang dipakai untuk perencanaan struktur beton jembatan
yaitu RSNI T-12-2004.
6. Perencanaan Struktur Beton Pratekan untuk Jembatan dan Bridge
Management System (BMS’92).
7. Perhitungan Losses.
8. Kontrol tegangan dan lendutan.
9. Perhitungan balok komposit menggunakan profil IWF.
10. Penghubung Geser/Shear Connector dengan menggunakan baut / paku.
11. Tidak merencanakan perkerasan, desain jalan, pondasi, dan sambungan
profil.
3
Universitas Sumatera Utara
1.6. Metodologi Penelitian
Mulai
Perumusan Masalah
Tujuan
Pengumpulan Data Lapangan berupa
Panjang Bentang dan Dimensi Balok
Analisa Beban Rencana
Kontrol dimensi I Girder, diantaranya:
1.
2.
3.
4.
5.
Perhitungan lintang dan momen
Gaya pratekan
Kehilangan gaya pratekan
Tata letak kabel (tendon)
Kontrol tegangan dan lendutan
Selesai
A
A
4
Universitas Sumatera Utara
Perencanaan Sistem Komposit
(ASD)
Pra dimensi (ukuran ditentukan)
Analisa beban (Mmax, Dmax)
NOT
OK
Hitung kekuatan tampang komposit (Ix,
Wx)
Kontrol tegangan yang terjadi
Jika tampang tidak kuat
Ditambah pelat perkuatan
sayap bawah
Dihitung kembali kekuatan tampang komposit
Dikontrol kembali tegangan yang
terjadi
Pemutusan pelat perkuatan sayap
B
B
5
Universitas Sumatera Utara
Analisa Shear Connector
Kontrol Lendutan
Selesai
Metode
LRFD
Mulai
Studi Literatur
Spesifikasi jembatan
- Pembebanan jembatan
- Data-data fisik jembatan
- Data-data struktur jembatan
Desain
Tida
k OK
Syarat kestabilan profil menurut
LRFD
OK
Hasil desain
Selesai
6
Universitas Sumatera Utara
D
Perbandingan Biaya Struktur
Kesimpulan dan Saran
Selesai
1.7. Sistematika Penulisan
Penulisan ini disusun dalam lima bab dengan sistematika penulisan sebagai
berikut:
Bab I Pendahuluan
Bab II Studi Pustaka
Bab III Aplikasi dan Pembahasan
Bab IV Kesimpulan dan Saran
7
Universitas Sumatera Utara