PERANCANGAN STRUKTUR JEMBATAN

PERENCANAAN JEMBATAN

Jembatan merupakan salah satu bentuk konstruksi yang berfungsi meneruskan jalan melalui suatu rintangan. Seperti sungai, lembah dan lain-lain sehingga lalu lintas jalan tidak terputus olehnya.

Syarat - Syarat Perencanaan Jembatan

1. Survei dan Investigasi

 Dalam perencanaan teknis jembatan perlu dilakukan survei dan investigasi     yang meliputi :

      a. Survei tata guna lahan,

      b. Survei lalu-lintas,

      c. Survei topografi,

      d. Survei hidrologi,

      e. Penyelidikan tanah,

      f.  Penyelidikan geologi,

      g. Survei bahan dan tenaga kerja setempat.

Hasil survei dan investigasi digunakan sebagai dasar untuk membuat rancangan teknis yang menyangkut beberapa hal antara lain :

1) Kondisi tata guna lahan, baik yang ada pada jalan pendukung maupun       lokasi jembatan berkaitan dengan ketersediaan lahan yang ada.

   2) Ketersediaan material, anggaran dan sumberdaya manusia.

   3) Kelas jembatan yang disesuaikan dengan kelas jalan dan volume lalu lintas.

  4) Pemilihan jenis konstruksi jembatan yang sesuai dengan kondisi topografi, struktur tanah, geologi, hidrologi serta kondisi sungai dan perilakunya.

2. Analisis Data

Sebelum membuat rancangan teknis jembatan perlu dilakukan analisis data hasil survei dan investigasi yang meliputi, antara lain :

   1) Analisis data lalu-lintas.

  Analisis data lalu-lintas digunakan untuk menentukan klas jembatan yang          erat hubungannya dengan penentuan lebar jembatan dan beban lalu-lintas      yang direncanakan.

  2) Analisis data hidrologi.

Analisis ini dimaksudkan untuk mengetahui besarnya debit banjir rancangan, kecepatan aliran, dan gerusan (scouring) pada sungai dimana jembatan akan dibangun.

 3) Analisis data tanah.

Data hasil pengujian tanah di laboratorium maupun di lapangan yang berupa pengujian sondir, SPT, boring, dsb. digunakan untuk mengetahui parameter tanah dasar hubungannya dengan pemilihan jenis konstruksi fondasi jembatan.

 4) Analisis geometri.

Analisis ini dimaksudkan untuk menentukan elevasi jembatan yang erat hubungannya dengan alinemen vertikal dan panjang jalan pendekat (oprit).

3. Pemilihan Lokasi Jembatan

Dasar utama penempatan jembatan sedapat mungkin tegak lurus terhadap sumbu rintangan yang dilalui, sependek, sepraktis dan sebaik mungkin untuk dibangun di atas jalur rintangan.

Beberapa ketentuan dalam pemilihan lokasi jembatan dengan memperhatikan kondisi setempat dan ketersediaan lahan adalah sebagai berikut :

1) Lokasi jembatan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga tidak menghasilkan kebutuhan lahan yang besar sekali.

2) Lahan yang dibutuhkan harus sesedikit mungkin mengenai rumah penduduk sekitarnya, dan diusahakan mengikuti as jalan existing.

3) Pemilihan lokasi jembatan selain harus mempertimbangkan masalah teknis yang menyangkut kondisi tanah dan karakter sungai yang bersangkutan, juga harus mempertimbangkan masalah ekonomis serta keamanan bagi konstruksi dan pemakai jalan.

4. Bahan Konstruksi Jembatan

 Dalam memilih jenis bahan konstruksi jembatan secara keseluruhan harus  mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut :

   1)  Biaya konstruksi,

   2)  Biaya perawatan,

   3)  Ketersediaan material,

 4) Flexibilitas (konstruksi dapat dikembangkan atau dilaksanakan secara bertahap),

  5)   Kemudahan pelaksanaan konstruksi,

  6)   Kemudahan mobilisasi peralatan.

   Tabel 1. berikut menyajikan rangkuman jenis konstruksi, bahan konstruksi dan bentang maksimum jembatan standar Bina Marga yang ekonomis dalam keadaan normal yang sering digunakan.

Tabel 1. Bentang maksimum jembatan standar untuk berbagai jenis dan bahan

BAHAN	JENIS	BENTANG MAX.(M)
Beton	Culvert Slab bridge T-Girder, I-Girder	4.00 – 6.00 6.00 – 8.00 6.00 – 25.00
Beton Prategang	PCI-Girder Prestressed Box Girder	15.00-35.00 40.00 – 50.00
Baja	Truss bridge	60.00 – 100.00
Komposit	Compossite bridge	10.00 – 40.00

Peraturan Dalam Perencanaan Jembatan

·                     RSNI T-02-2005 : Standar Pembebanan Untuk Jembatan

·                     RSNI T-04-2005 : Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan

·                     RSNI T-03-2005 : Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan

·                     BMS 92 : Bridge Management System, 1992

·                     Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan – Persyaratan Tahan Gempa

·                     Modifikasi Jembatan Bailey dengan Cara Perkuatan Cable

·                     VSL-Indonesia

·                     Panduan Pengawasan dan Pelaksanaan Jembatan

·                     Standar Pembebanan Untuk Jembatan Jalan Raya

·                     Standar Perencanaan Gempa Untuk Jembatan

·                     Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan

·                     Standar Jembatan Bina Marga

·                Spesifikasi Pilar dan Kepala Jembatan Sederhana Bentang 5 m s          25 m dengan Fondasi Tiang Pancang

·      Spesifikasi Bantalan Elastomer Tipe Polos dan Tipe Berlapis untuk Perletakan Jembatan

Bagian – Bagian Konstruksi Jembatan

Konstruksi Bangunan Atas (Superstructures)

Sesuai dengan istilahnya, bangunan atas berada pada bagian atas suatu jembatan, berfungsi menampung beban-beban yang ditimbulkan oleh suatu lintasan orang, kendaran, dll, kemudian menyalurkan pada bangunan bawah.

Konstruksi bangunan atas meliputi:

1. Trotoar, yaitu jalur pejalan kaki yang umumnya sejajar dengan jalan dan lebih tinggi dari permukaan perkerasan jalan untuk menjamin keamanan pejalan kaki yang bersangkutan. Bagian dari trotoar meliputi:

·         Sandaran dan tiang sandaran

·         Peninggian trotoar

·         Konstruksi trotoar

Gambar 1. Trotoar Jembatan

2. Slab lantai kendaraan, berfungsi sebagai penahan lapisan perkerasan yang menahan beban langsung lalu lintas yang melewati jembatan.

3. Balok gelagar, terdiri atas gelagar induk atau memanjangdan gelagar melintang.

                                                  Gambar 2. Gelagar Jembatan

4. Balok diafragma/ikatan melintang, berfungsi mengakukan PCI girder dari pengaruh gaya melintang

5. Ikatan pengaku (ikatan angin, ikatan rem, ikatan tumbukan)

6. Perletakan (rol dan sendi)

Konstruksi Bangunan Bawah (Substructures)

Bangunan bawah pada umumnya terletak di sebelah bawah bangunan atas. Fungsinya untuk menerima beban-beban yang diberikan bangunan atas dan kemudian menyalurkan kepondasi, beban tersebut selanjutnya oleh pondasi disalurkan ke tanah.

Konstruksi bangunan bawah meliputi :

1.      Pangkal jembatan (abutment dan pondasi)

                                               Gambar 3. Pangkal Jembatan     

         

2.    Pilar (pile cap dan pondasi)

Gambar 4. Pilar Jembatan

Bentuk – Bentuk Jembatan

1. Jembatan Rangka Batang (Truss Bridge)

Jembatan Rangka Batang terdiri dari dua rangka bidang utama yang diikat bersama dengan balok-balok melintang dan pengaku lateral. Rangka batang pada umumnya dipakai sebagai struktur pengaku untuk jembatan gantung konvensional, karena memiliki kemampuan untuk dilalui angin (aerodinamis) yang baik. Beratnya yang relatif ringan merupakan keuntungan dalam pembangunannya, dimana jembatan bisa dirakit bagian demi bagian. Jembatan ini juga ekonomis untuk dibangun karena penggunaan bahan atau material yang efisien. Semua rangka batang dapat menahan beban-beban yang bekerja dalam bidang rangkanya. Akan terjadi gaya tarik mapun tekan ditiap-tiap batang jika terdapat beban.

       Gambar 5. Jembatan Rangka Batang

      2. Jembatan Gantung (Suspension Bridge)

Dahulu, jembatan gantung yang paling awal digantungkan dengan menggunakan tali atau dengan potongan bambu. Jembatan gantung modern digantungkan dengan menggunakan kabel baja. Pada jembatan gantung modern, kabel menggantung dari menara jembatan kemudian melekat pada caisson (alat berbentuk peti terbalik yang digunakan untuk menambatkan kabel di dalam air) atau cofferdam (ruangan di air yang dikeringkan untuk pembangunan dasar jembatan). Caisson atau cofferdam akan ditanamkan jauh ke dalam lantai danau atau sungai. Jembatan gantung terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan Akashi Kaikyo di Jepang. Jembatan ini memiliki panjang 12.826 kaki (3.909 m).

Gambar 6. Jembatan Gantung

     3. Jembatan Kabel-Penahan (Cable-Stayed Bridge)

Seperti jembatan gantung, jembatan kabel-penahan ditahan dengan menggunakan kabel. Namun, yang membedakan jembatan kabel-penahan dengan jembatan gantung adalah bahwa pada sebuah jembatan kabel-penahan jumlah kabel yang dibutuhkan lebih sedikit dan menara jembatan menahan kabel yang lebih pendek. Jembatan kabel-penahan yang pertama dirancang pada tahun 1784 oleh CT Loescher. Jembatan kabel-penahan terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan Sutong yang melintas di atas Sungai Yangtze di China.

Gambar 7. Jembatan Kabel Penahan

     4. Jembatan Lengkung (Arch Bridge)

Jembatan lengkung memiliki dinding tumpuan pada setiap ujungnya. Jembatan lengkung yang paling awal diketahui dibangun oleh masyarakat Yunani, contohnya adalah Jembatan Arkadiko. Beban dari jembatan akan mendorong dinding tumpuan pada kedua sisinya. Dubai, Uni Emirat Arab saat ini sedang membangun Sheikh Rashid bin Saeed Crossing. Jembatan ini dijadwalkan akan selesai pada tahun 2012. Jika proses pembangunan telah selesai, jembatan ini akan menjadi jembatan lengkung terpanjang di dunia.

Gambar 8. Jembatan Lengkung

      5. Jembatan Alang (Jembatan Balok) (Beam Bridge)

Jembatan alang adalah struktur jembatan yang sangat sederhana dimana jembatan hanya berupa balok horizontal yang disangga oleh tiang penopang pada kedua pangkalnya. Asal usul struktur jembatan alang berawal dari jembatan balok kayu sederhana yang di pakai untuk menyeberangi sungai. Di zaman modern, jembatan alang terbuat dari balok baja yang lebih kokoh. Panjang sebuah balok pada jembatan alang biasanya tidak melebihi 250 kaki (76 m). Karena, semakin panjang balok jembatan, maka akan semakin lemah kekuatan dari jembatan ini. Oleh karena itu, struktur jembatan ini sudah jarang digunakan sekarang kecuali untuk jarak yang dekat saja. Jembatan alang terpanjang di dunia saat ini adalah jembatan alang yang terletak di Danau Pontchartrain Causeway di selatan Louisiana, Amerika Serikat. Jembatan ini memiliki panjang 23,83 mil (38,35 km), dan lebar 56 kaki (17 m).

Gambar 9. Jembatan Balok

     6. Jembatan Penyangga (Cantilever Bridge)

Berbeda dengan jembatan alang, struktur jembatan penyangga berupa balok horizontal yang disangga oleh tiang penopang hanya pada salah satu pangkalnya. Pembangunan jembatan penyangga membutuhkan lebih banyak bahan dibanding jembatan alang. Jembatan penyangga biasanya digunakan untuk mengatasi masalah pembuatan jembatan apabila keadaan tidak memungkinkan untuk menahan beban jembatan dari bawah sewaktu proses pembuatan. Jembatan jenis ini agak keras dan tidak mudah bergoyang, oleh karena itu struktur jembatan penyangga biasanya digunakan untuk memuat jembatan rel kereta api. Jembatan penyangga terbesar di dunia saat ini adalah jembatan penyangga Quebec Bridge di Quebec, Kanada. Jembatan ini memiliki panjang 549 meter (1.801 kaki).

Gambar 10. Jembatan Kantilever

Beban Yang Bekerja Dalam Perencanaan Struktur Jembatan

1.      Beban Primer

Beban primer adalah beban yang merupakan muatan utama dalam perhitungan tegangan untuk setiap perencanaan jembatan.

Beban primer jembatan mencakup beban mati,beban hidup dan beban kejut.

1.      Beban Mati

Beban mati adalah semua muatan yang berasal dari berat sendiri jembatan atau bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan tetap yang dianggap merupakan satu satuan dengan jembatan (Sumantri, 1989:63). Dalam menentukan besarnya muatan mati harus dipergunakan nilai berat volume untuk bahan-bahan bangunan.

Contoh beban mati pada jembatan: berat beton, berat aspal, berat baja, berat pasangan bata, berat plesteran dll.

Rumus untuk berat sendiri:

Q_MS = b . h . w_c

Dimana :    

Q_MS= Berat sendiri

b      = Slab lantai jembatan

h      = Tebal slab lantai jembatan

wc   = Berat beton bertulang ( yang disyaratkan dalam RSNI T-02-2005 adalah dari 23,5-25,5 )

Beban mati tambahan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

Dimana :  

Q_MA     = Beban mati tambahan

t_a          = Tebal lapisan aspal + ovelay ( berat yang ditetapkan dalam RSNI T-02-2005 adalah 22,0 )

h_a         = Tebal genangan air hujan ( berat yang ditetapkan dalam RSNI T-02-2005 adalah 9,8 )

2.            Beban Hidup

Yang termasuk dengan beban hidup adalah beban yang berasal dari berat kendaraan-kendaraan bergerak lalu lintas dan/atau pejalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan.

3.        Beban Kejut

Menurut Anonim (1987:10) beban kejut diperhitungkan pengaruh getaran-getaran dari pengaruh dinamis lainnya., tegangan-tegangan akibat beban garis (P) harus dikalikan dengan koefisien kejut. Sedangkan beban terbagi rata (q) dan beban terpusat (T) tidak dikalikan dengan koefisien kejut. Besarnya koefisien kejut ditentukan dengan rumus:

Dimana : K = Koefisien kejut

L = Panjang dalam meter dari bentang yang bersangkutan

2.      Beban Sekunder

Beban sekunder adalah beban pada jembatan-jembatan yang merupakan beban atau muatan sementara, yang selalu bekerja pada perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan. Pada umumnya beban ini mengakibatkan tegangan-tegangan yang relative lebih kecil dari pada tegangan-tegangan akibat beban primer, dan biasanya tergantung dari bentang, system jembatan, dan keadaan setempat.

Sedangkan Beban Sekunder terdiri dari beban angin, gaya rem, dan gaya akibat perbedaan suhu.

1.      Beban Angin ( EW )

Pengaruh tekanan angin bekerja dalam arah horizontal sebesar 100 kg/cm². Dalam memperhitungkan jumlah luas bagian jembatan pada setiap sisi digunakan jumlah luas bagian jembatan pada setiap sisi digunakan ketentuan sebagai berikut:

Ø  Untuk jmbatan berdinding penuh diambil sebesar 100% terhadap luas sisi jembatan

Ø  Untuk jembatan rangka diambil sebesar 30% terhadap luas sisi jembatan.

Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus :

T_EW = 0.0012 . Cw . (Vw)²

Dimana :

Cw = koefisien seret = 1,2 ( RSNI T-02-2005 )

Vw = Kecepatan angin rencana

Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi  ( h )   = 2.00 m di atas lantai jembatan.

Jarak antara roda kendaraan ( x ) = 1.75 m

Transfer  beban angin ke lantai jembatan dengan menggunakan   rumus:

P_EW = [ 1/2*h / x * T_EW ]

1.      Beban Gaya Rem

Gaya ini bekerja dalam arah memanjang jembatan, akibat gaya rem dan traksi ditinjau untuk kedua jurusan lalu lintas. pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan pengaruh gaya rem sebesar 5% dari muatan D tanpa koefisien kejut yang memenuhi semua jalur lalu lintas yang ada dalam satu jurusan.

2.    Gaya Akibat Perbedaan Suhu

Perbedaan suhu harus ditetapkan sesuai dengan keadaan setempat. Diasumsikan untuk baja sebesar C dan beton 10. Peninjauan khusus terhadap timbulnya tegangan-tegangan akibat perbedaan suhu yang ada antara bagian-bagian jembatan dengan bahan yang berbeda.

3.    Beban Gempa

Untuk pembangunan jembatan pada daerah yang dipengaruhi oleh gempa, maka beban gempa juga diperhitungkan dalam perencanaan struktur jembatan

4.    Beban angin

Beban angin dihitung pada daerah konstruksi jembatan yang harus menahan beban angin.

3.      Beban Khusus

Beban khusus adalah beban atau muatan yang merupakan pemuatan khusus untuk perhitungan tegangan pada perencanaan jembatan. Muatan ini bersifat tidak terlalu bekerja pada jembatan, hanya berpengaruh pada sebagian konstruksi, tergantung pada keadaan setempat.

Yang termaksud beban khusus adalah:

1.      Gaya akibat gempa bumi

2.    Gaya akibat aliran air

3.    Gaya akibat tekanan tanah dan lain-lain

DINDA PRATIWI

12316102

3TA06

I KADEK BAGUS WIDANA PUTRA

https://ftsp.gunadarma.ac.id/sipil/

https://www.gunadarma.ac.id/