MENGENAL PERENCANAAN KONSTRUKSI JEMBATAN
https://www.gunadarma.ac.id/
Gambar 19 - Guide Post / Patok Penuntun
HERLANGGA AGUS RINO PRATAMA
A.
Latar Belakang
Jembatan merupakan suatu konstruksi yang gunanya untuk meneruskan jalan
melalui suatu rintangan yang berada
lebih rendah. Rintangan ini biasanya
jalan lain (jalan air atau jalan lalulintas biasa). Dengan adanya jembatan
transportasi darat yang terputus oleh sungai, jurang, alur banjir (floodway) dapat teratasi.
Untuk memperlancar transportasi darat tidak lepas dari pengaruh topografi
dari masing – masing daerah, dimana akan mempengaruhi terwujudnya sarana
transportasi. Usaha pengadaan jalur – jalur lalu lintas yang menghubungkan
antar daerah belum tentu dapat dibuat jalur jalan secara menerus, mungkin harus
menyilang diatas jalur jalan yang lain atau harus melintasi sungai. Untuk
mengatasi problema lalu lintas tersebut diatas perlu dibuat konstruksi jembatan
guna menghubungkan antar jalur jalan. Dengan adanya konstruksi jembatan, maka
rintangan akibat pengaruh topografi / geografi dapat diatasi
B. Jembatan Secara Umum
Jembatan
merupakan kesatuan dari struktur atas (super
struktur) dan struktur bawah (sub
struktur), yang termasuk bagian suatu sistem transportasi untuk tiga hal:
1. Merupakan pengontrol kapasitas dari system.
2. Mempunyai biaya tertinggi dari system.
3. Jika jembatan runtuh, system akan lumpuh.
Jika jembatan kurang lebar untuk menampung jumlah jalur yang diperlukan
oleh lalu lintas, maka jembatan akan menghambat lalu lintas. Dalam hal ini,
jembatan akan menjadi pengontrol volume dan berat lalu lintas yang dapat
dilayani oleh system transportasi. Oleh karena itu, jembatan dapat mempunyai
fungsi keseimbangan (balancing) dari
sistem transportasi darat.
1.1. PERSYARATAN UMUM
JEMBATAN
1.1.1. PRINSIP-PRINSIP UMUM PERENCANAAN
Harus berdasarkan prosedur yang memberikan kemungkinan-kemungkinan yang
dapat diterima untuk mencapai suatu keadaan batas selama umur rencana jembatan
Keadaan batas:
a.
Keadaaan Batas Ultimit
b.
Keadaan Batas Layan
1.1.2. KEADAAN BATAS ULTIMIT
Adalah aksi yang diberikan pada jembatan yang menyebab-kan sebuah
jembatan menjadi tidak aman.
Keadaan Batas ultimit terdiri dari :
a.
Kehilangan keseimbangan statis
b.
Kerusakan sebagian jembatan
c. Keadaan purna-elastis atau purna-tekuk dimana
satu bagian jembatan atau lebih mencapai kondisi runtuh
d. Kehancuran dari bahan fondasi yang menyebabkan
pergerakan yang berlebihan atau kehancuran bagian utama jembatan
1.1.3. KEADAAN BATAS DAYA LAYAN
Keadaan Batas Daya Layan akan tercapai jika reaksi jembatan sampai pada
suatu nilai, sehingga :
a.
Tidak layak pakai
b.
Kekhawatiran umum terhadap keamanan
c.
Pengurangan kekuatan
d.
Pengurangan umur pelayanan
KEADAAN BATAS DAYA LAYAN
Keadaan Batas Daya Layan adalah:
a.
Perubahan bentuk
b.
Kerusakan permanen
c.
Getaran
d.
Penggerusan
1.1.4. UMUR RENCANA
Umur rencana jembatan diperkirakan 50 tahun, kecuali :
a. Jembatan
sementara ……… 20 tahun
b.
Jembatan khusus ………….. 100 tahun
1.1.5. PERSYARATAN PILAR DAN
KEPALA JEMBATAN
a.
Gangguan terhadap jalannya air
terbatas/seminimal mungkin
b.
Menghindarkan tersangkutnya benda hanyutan
c.
Memperkecil rintangan bagi pelayaran
d.
Letak diusahakan sedapat mungkin sejajar dengan
aliran arus banjir
1.1.6. RUANG BEBAS VERTIKAL
Paling sedikit 1,0 m antara titik paling rendah bangunan atas jembatan
dan tinggi muka air banjir rencana pada keadaan batas ultimit.
1.1.7. PERKIRAAN BANJIR RENCANA
a.
Tinggi muka air banjir sesuai dengan debit
banjir rencana
b.
Untuk perhitungan gerusan, muka air harus
merupakan banjir rencana terendah sesuai banjir rencana
c. Untuk perhitungan arus balik, muka air harus
merupakan banjir tertinggi sesuai banjir rencana
1.1.8. PERSYARATAN TAHAN GEMPA
Pertimbangan yang harus diperhatikan dalam perencanaan tahan gempa :
a.
Resiko gerakan-gerakan
b.
Reaksi tanah terhadap gempa di lapangan
c.
Sifat reaksi dinamis dari seluruh struktur
1.1.9. POKOK-POKOK PERENCANAAN
Kriteria umum
a.
Kekuatan unsur struktural dan stabilitas
keseluruhan
b.
Kelayanan struktural
c.
Keawetan
d.
Kemudahan konstruksi
f.
Ekonomis dapat diterima Bentuk estetika
1.1.10. TAHAPAN PERENCANAAN
Tahap 1
Kumpulkan informasi yang diperlukan untuk
menjelaskan fungsi jembatan, geometri dan beban
a.
Lebar jembatan dan jumlah jalur
b.
Lebar trotoir
c.
Alinyemen jembatan
d.
Geometri sungai
e.
Karakteristik aliran sungai
f.
Besaran-besaran tanah
g.
Perlengkapan umum
h.
Beban jembatan
i.
Jarak bebas vertikal dan horizontal
j.
Bangunan atas yang tersedia
Tahap 2
Gunakan informasi yang terkumpul dalam tahap 1
untuk menentukan semua hambatan geometrik pada struktur yang diusulkan
a.
Alinyemen jalan yang diusulkan
b.
Persyaratan aliran keadaan batas
c.
Potensi gerusan
d.
Lokasi bahan pondasi dan potensi kelongsoran
tebing
e.
Lokasi dan lebar alur utama sungai
f.
Persyaratan konstruksi dan pelaksanaan
g.
Persyaratan pemeliharaan
h.
Aksi seismic
Tahap 3
Dengan kreatifitas tentukan daftar rencana
alternatif terbaik. Dalam batas hambatan geometrik yang ditentukan dalam tahap
2, dipilih 2 atau 3 kombinasi bangunan bawah/pondasi/bangunan atas yang
memenuhi pokok perencanaan secara baik
a.
Rancangan percobaan
b.
Jenis dan dimensi bangunan atas dan bangunan
bawah tipikal :
·
Bangunan atas kayu Bangunan atas baja, komposit
·
Bangunan atas beton bertulang
·
Bangunan atas beton prategang
·
Bangunan
bawah tanah dengan pondasi langsung, sumuran dan tiang pancang c. Pilihan
alternatif
Tahap 4
Laksanakan analisis perencanaan sementara untuk
alternatif terbaik dari tahap 3. Rencana-rencana sementara tersebut memberikan
dimensi yang diperlukan untuk mencapai kekuatan dan tujuan stabilitas
Tahap 5
Perkirakan biaya untuk alternatif-alternatif
tersebut. Perkiraan biaya tersebut digunakan untuk menentukan alternatif (bila
ada) yang ekonomis dapat diterima
Tahap 6
Selesaikan rencana sementara yang menghemat
biaya dan buatlah: gambar rencana, laporan perencanaan dan perkiraan biaya yang
baru
Tahap 4, 5
dan 6 – Penentuan Perancangan
a.
Perancangan sesuai dengan hasil data yang
dikumpulkan
b.
Membuat rancangan alternatif-alternatif
c.
Membuat perhitungan perkiraan biaya berdasarkan
volume
d.
Pemilihan rancangan akhir
e.
Dokumen lelang
1.2.
PERATURAN DAN STANDAR JEMBATAN
Guidelines for the Installation,
Inspection, Maintenance and Repair of Structural Supportsfor Highway Signs, Luminaires and
Traffic Signals, FHWA NHI 05-036, March 2005
Spesifikasi Pilar dan Kepala Jembatan
Sederhana Bentang 5 m sampai 25 m dengan Fondasi Tiang Pancang
SLAB ON
GRADE
1.3 Bagian-bagian
jembatan
Menurut Departement Pekerjaan Umum (Pengantar
Dan Prinsip – Prinsip Perencanaan Bangunan bawah / Pondasi Jembatan, 1988 )
Suatu bangunan jembatan pada umumnya terdiri dari 6 bagian pokok, yaitu :
Keterangan :
1.
Bangunan atas
2.
Landasan ( Biasanya terletak pada
pilar/abdument )
3.
Bangunan Bawas ( memikul beban )
4.
Pondasi
5.
Optrit, ( terletak di belakang abdument )
6.
Bangunan pengaman
Menurut ( Siswanto, 1993 ) : Bentuk dan bagian
jembatan dapat dibagi dalam 4 bagian utama, yaitu :
1.
Struktur Atas
2.
Struktur Bawah
3.
Jalan pendekat
4.
Bangunan pengaman
1)
Struktur Atas (Superstructures)
Menurut ( Pranowo dkk, 2007 ) struktur atas jembatan adalah bagian dari struktur jembatan yang secara langsung
menahan beban lalu lintas untuk selanjutnya
disalurkan ke bangunan bawah jembatan ; bagian-bagian pada struktur bangunan atas jembatan terdiri atas struktur utama, system lantai, system
perletakan,sambungan siarmuai dan perlengkapan lainnya;strukturutama bangunan
atas jembatan dapat berbentuk pelat, gelagar, system rangka, gantung, jembatan
kabel (cable stayed) atau pelengkung.
Gambar
2 - Gelajar jembatan Baja
Menurut (Siswanto,1993 ), struktur atas
jembatan adalah bagian-bagian jembatan yang memindahkan beban-beban lantai
jembatan kearah perletakan Struktur atas terdiri dari : gelagar-gelagar induk,
struktur tumpuan atau perletakan, struktur lantai jembatan/kendaraan,
pertambahan arah melintang dan memanjang.
Struktur atas jembatan merupakan bagian yang
menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri, beban mati, beban mati
tambahan, beban lalu-lintas kendaraan, gaya rem, beban pejalan kaki, dll.
Struktur atas jembatan umumnya meliputi :
a. Trotoar, berfungsi sebagai tempat berjalan
bagi para pejalan kaki yang melewati jembatan agar tidak terganggu lalu lintas
kendaraan. Konstruksi trotoar direncanakan sebagai pelat beton yang diletakkan
pada lantai jembatan bagian samping yang diasumsikan sebagai pelat yang
tertumpu sederhana pada pelat jalan. Trotoar terbagi atas :
Gambar
3 - Trotoar
· Sandaran (Hand Raill), biasanya dari pipa
besi, kayu dan beton bertulang. Beban yang bekerja pada sandaran adalah beban
sebesar 100 kg yang bekerja dalam arah horisontal setinggi 0,9 meter.
Gambar
4 - Sandaran ( Hand Rail )
· Tiang sandaran (Raill Post) , biasanya dibuat
dari beton bertulang untuk jembatan girder beton, sedangkan untuk jembatan
rangka tiang sandaran menyatu dengan struktur rangka tersebut.
o Peninggian trotoar (Kerb), o Slab
lantai trotoar.
Gambar
5 - Tiang sandaran ( Rail Post )
b. Slab lantai kendaraan, berfungsi sebagai
penahan lapisan perkerasan yang menahan beban langsung lalu lintas yang
melewati jembatan itu.
c. Gelagar (Girder), terdiri atas gelagar induk /
memanjang dan gelagar melintang. Gelagar induk atau memanjang merupakan
komponen jembatan yang letaknya melintang arah jembatan atau tegak lurus arah
aliran sungai. Sedangkan, gelagar melintang merupakan komponen jembatan yang
letaknya melintang arah jembatan.
Gambar
6 - Gelagar Baja
d.
Balok diafragma, berfungsi mengakukan PCI
girder dari pengaruh gaya melintang.
e.
Ikatan pengaku (ikatan angin, ikatan
melintang),
f.
Andas /
perletakan, merupakan perletakan dari jembatan yang berfungsi untuk menahan
beban berat baik yang vertikal maupun horisontal. Disamping itu juga untuk
meredam getaran sehingga abutment tidak mengalami kerusakan.
g.
Tumpuan
(Bearing), karet jembatan yang merupakan salah satu komponen utama dalam
pembuatan jembatan, yang berfungsi sebagai alat peredam benturan antara
jembatan dengan pondasi utama.
2) Struktur Bawah
(Substructures)
Menurut Departemen Pekerjaan Umum ( modul
Pengantar Dan Prinsip – Prinsip Perencanaan Bangunana Bawah / Pondasi Jembatan,
1988 ), fungsi utama bangunan bawah adalah memikul beban – beban pada bangunan
atas dan pada bangunan bawahnya sendiri untuk disalurkan ke pondasi. Yang
selanjutnya beban – beban tersebut oleh pondasi disalurkan ke tanah.
Struktur bawah jembatan berfungsi memikul
seluruh beban struktur atas dan beban lain yang ditumbulkan oleh tekanan tanah,
aliran air dan hanyutan, tumbukan, gesekan pada tumpuan dsb. untuk kemudian
disalurkan ke fondasi. Selanjutnya beban-beban tersebut disalurkan oleh fondasi
ke tanah dasar.
Struktur bawah jembatan umumnya meliputi :
a. Pangkal jembatan (Abutment),
merupakan bangunan yang berfungsi untuk mendukung bangunan atas dan juga
sebagai dinding penahan tanah. Bentuk abutment dapat berupa abutment tipe T
terbalik yang dibuat dari beton bertulang.
o
Dinding
belakang (Back wall),
o Dinding penahan (Breast wall),
o Dinding penahan (Breast wall),
o Dinding sayap (Wing wall), berfungsi untuk menahan tanah dalam arah
tegak lurus as jembatan ( penahan tanah ke samping ).
o Oprit, plat injak (Approach slab), merupakan jalan pelengkap untuk
masuk ke jembatan dengan kondisi disesuaikan agar mampu memberikan keamanan
saat peralihan dari ruas jalan menuju jembatan.
o Konsol pendek untuk jacking (Corbel),
o Tumpuan (Bearing).
o Tumpuan (Bearing).
Gambar
7 - Abutment ( Pangkal Jembatan )
b. Pilar jembatan (Pier), terletak di tengah
jembatan (di tengah sungai) yang memiliki kesamaan fungsi dengan kepala
jembatan yaitu mentransfer gaya jembatan rangka ke tanah. Sesuai dengan standar
yang ada, panjang bentang rangka baja, sehingga apabila bentang sungai melebihi
panjang maksimum jembatan tersebut maka dibutuhkan pilar. Pilar terdiri dari
bagian - bagian antara lain :
o Kepala pilar ( pierhead ) o Kolom
pilar
o Pilecap
Gambar
8 - Pilar jembatan ( Pier )
c. Drainase, fungsi drainase
adalah untuk membuat air hujan secepat mungkin dialirkan ke luar dari jembatan
sehingga tidak terjadi genangan air dalam waktu yang lama. Akibat terjadinya
genangan air maka akan mempercepat kerusakan
struktur dari jembatan itu sendiri. Saluran
drainase ditempatkan pada tepi kanan kiri dari badan jembatan ( saluran samping
), dan gorong - gorong.
Gambar 9
- Saluran Drainase
3) Fondasi
Macam – macam pondasi secara umum dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar
10 - Macam-macam pondasi secara umum
Pondasi
berfungsi untuk meneruskan beban-beban di atasnya ke tanah dasar. Pada
perencanaan pondasi harus terlebih dahulu melihat kondisi tanahnya. Dari
kondisi tanah ini dapat ditentukan jenis pondasi yang akan dipakai. Pembebanan
pada pondasi terdiri atas pembebanan vertikal maupun lateral, dimana pondasi
harus
mampu
menahan beban luar diatasnya maupun yang bekerja pada arah lateralnya. Dalam
pemilihan tipe pondasi secara garis besar ditentukan oleh kedalaman tanah
keras, karena untuk mendukung daya dukung tamah terhadap struktur bangunan
jembatan yang akan direncanakan. Alternatif tipe pondasi yang dapat digunakan
untuk perencanaan jembatan antara lain :
a. Fondasi telapak (spread footing), Pondasi
telapak digunakan jika lapisan tanah keras ( lapisan tanah yang dianggap baik
mendukung beban ) terletak tidak jauh (dangkal)dari muka tanah. Dalam
perencanaan jembatan pada sungai yang masih aktif, pondasi telapak tidak
dianjurkan mengingat untuk menjaga kemungkinan terjadinya pergeseran akibat
gerusan.
Gambar
11 - Pondasi langsung pada abutment
b. Fondasi sumuran (caisson), Pondasi sumuran
digunakan untuk kedalaman tanah keras antara 2-5 m. Pondasi sumuran dibuat
dengan cara menggali tanah berbentuk lingkaran berdiameter > 80 m.
penggalian secara manual dan mudah dilaksanakan. Kemudian lubnag galian diisi
dengan beton siklop (1pc : 2 ps : 3 kr) atau beton bertulang jika dianggap
perlu. Pada ujung pondasi sumuran dipasang poer untuk menerima dan meneruskan
beban ke pondasi secara merata.
o Open Caissons
Open caissons sering juga dinamakan
wellfoundation. Dimaksudkan pondasi sumuran dimana tidak ada penutup atas
maupun bawah selama dalam pelaksanaan. Gambar 12. Menunkukkan salah satu contoh
well foundation yang sering dilaksanakan untuk pondasi – pondasi di Indonesia.
Gambar 12 - Well Fondation
o
Pneumatic Caissons
Pneumatic caisson adalah caisson dimana
diperlengkapi dengan konstruksi penutup didekat dasar caisson yang dapat diatur
sedemikian rupa sehingga pekerja – pekerja dapat melaksanakan penggalian tanah
di dasar sumuran di bawah konstruksi penutup tersebut. Pondasi ini kebanyakan
dilaksanakan pada jembatan dimana kondisi air sungainya sangat tinggi sehingga
tidak mungkin bias dibuat pembendung air (kistdam) secara tersendiri.
Gambar
13 - Pneumatic Fondation
Gambar
14 - Bentuk Fondasi Sumuran
c.
Fondasi tiang (pile foundation)
o Tiang pancang kayu (Log Pile),
Gambar 15 - Tiang pancang kayu
o
Tiang pancang baja (Steel Pile),
o
Tiang pancang beton (Reinforced Concrete
Pile),
Gambar
16 - Tiang pancang beton
o
pile,
o
Tiang
beton cetak di tempat (Concrete Cast in Place), borepile, franky pile, o Tiang pancang komposit (Compossite Pile).
4)
Bangunan Pengaman / Pelengkap
Menurut(Siswanto,
1993),merupakan bangunan yang diperlukan untuk pengamanan jembatan terhadap
lalu lintas darat, lalu lintas air, penggerusan dan lain-lain.
Bangunan
pelengkap pada jembatan adalah bangunan yang merupakan pelengkap dari
konstruksi jembatan yang fungsinya untuk pengamanan terhadap struktur jembatan
secara keseluruhan dan keamanan terhadap pemakai jalan. Macam-macam bangunan
pelengkap:
a. Saluran Drainase
Terletak
dikanan-kiri abutment dan di sisi kanan-kiri perkerasan jembatan. Saluran
drainase berfungsi untuk saluran pembuangan air hujan diatas jembatan,( Lihat
Gambar 9 )
b. Jalan Pendekat ( Optrit )
Menurut
Pranowodkk(2007), jalan pendekat adalah struktur jalan yang menghubungkan
antara suatu ruas jalan dengan struktur jembatan; bagian jalan pendekat ini
dapat terbuat dari tanah timbunan,danmemerlukan pemadatan yang khusus,
karenaletak dan posisinya yang cukup sulit untuk dikerjakan, atau dapat juga
berbentuk struktur kaki seribu ( pile slab ), yang berbentuk pelat yang
disangga oleh balok kepala di atas tiang-tiang Permasalahan utama pada timbunan
jalan pendekat yaitu sering terjadinya penurunan atau deformasi pada ujung
pertemuan antara struktur perkerasan jalan terhadap ujung kepala jembatan. Hal
ini disebabkan karena (Admin,2009 ) :
Gambar 17 - Optrit
c.
Talut
Talud mempunyai fungsi utama sebagai pelindung
abutment dari aliran air sehingga sering disebut talud pelindung terletak
sejajar dengan arah arus sungai.
Gambar 18 – Talut
Patok Penuntun berfungsi sebagai penunjuk
jalan bagi kendaraan yang akan melewati jembatan, biasanya diletakkan sepanjang
panjang oprit jembatan.
Gambar 19 - Guide Post / Patok Penuntun
e. Lampu penerangan
Menurut
Departement Pekerjaan Umum (1992) tentang spesifikasi lampu penerangan jalan
perkotaan, Lampu penerangan jalan adalah bagian dari bangunan pelengkap jalan
yang dapat diletakkan/dipasang di kiri/kanan jalan dan atau di tengah ( di
bagian median jalan ) yang digunakan untuk menerangi jalan maupun lingkungan
disekitar jalan yang diperlukan termasuk persimpangan jalan (intersection),
jalan laying (interchange, overpass, fly over), jembatan dan jalan di bawah
tanah (underpass, terowongan).
Gambar
20 - Lampu penerangan
Trotoar
adalah jalur pejalan kaki yang umumnya sejajar dengan jalan dan lebih tinggi
dari permukaan perkerasan jalan untuk menjamin keamanan pejalan kaki yang
bersangkutan. Para pejalan kaki berada pada posisi yang lemah jika mereka
bercampur dengan kendaraan, maka mereka akan memperlambat aru lalu lintas. Oleh
karena itu, salah satu tujuan utama dari manajemen lalu lintas adalah berusaha
untuk memisahkan pejalan kaki dari arus kendaraan bermotor tanpa menimbulkan
gangguan-gangguan yang besar terhadap aksesibilitas dengan pembangunan trotoar
(Lihat gambar 3).
1.4.
JENIS-JENIS JEMBATAN
1.4.1.
Pengelompokan
Jembatan berdasarkan bahan konstruksinya
1. Jembatan kayu
Jembatan kayu merupakan jembatan sederhana yang
mempunyai panjang relatif pendek dengan beban yang diterima relatif ringan.
Meskipun pembuatannya menggunakan bahan utama kayu, struktur dalam perencanaan
atau pembuatannya harus memperhatikan dan mempertimbangkan ilmu gaya
(mekanika).
2. Jembatan pasangan batu dan batu bata
Jembatan pasangan batu dan bata merupakan jembatan
yang konstruksi utamanya terbuat dari batu dan bata. Untuk membuat jembatan dengan
batu dan bata umumnya konstruksi jembatan harus dibuat melengkung. Seiring
perkembangan zaman jembatan ini sudah tidak digunakan lagi.
3. Jembatan beton bertulang dan
jembatan beton prategang (prestressed concrete
bridge)
Jembatan dengan beton bertulang pada umumnya hanya
digunakan untuk bentang jembatan yang pendek. Untuk bentang yang panjang
seiring dengan perkembangan zaman ditemukan beton prategang. Dengan beton
prategang bentang jembatan yang panjang dapat dibuat dengan mudah.
4. Jembatan baja
Jembatan baja pada umumnya digunakan untuk jembatan
dengan bentang yang panjang dengan beban yang diterima cukup besar. Seperti halnya
beton prategang, penggunaan jembatan baja banyak digunakan dan bentuknya lebih
bervariasi, karena dengan jembatan baja bentang yang panjang biayanya lebih
ekonomis.
5. Jembatan komposit
Jembatan komposit merupakan perpaduan antara dua bahan
yang sama atau berbeda dengan memanfaatkan sifat menguntungkan dari masing – masing
bahan tersebut, sehingga kombinasinya akan menghasilkan elemen struktur yang
lebih efisien.
1.4.2.
Pengelompokan Jembatan berdasarkan
tipe konstruksinya
1. Jembatan Alang (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).
2. 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).
3. Jembatan Lengkung (Arch 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).
4. 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. Deck/ lantai jembatan di
tahan oleh kabel vertikal yang dihubungkan pada kabel suspensi di atasnya.
Kabel suspensi adalah bagian terpenting dari jembatan bersuspensi, karena
fungsinya adalah menahan beban lantai jembatan yang nantinya diteruskan ke
tumpuan yang ada di ujung jembatan. Kabel suspensi ini juga didukung oleh
suatu menara yang tugasnya membawa berat daripada Dek jembatan. Jenis jembatan
ini pada awalnya digunakan dalam medan pegunungan. Daerah yang pertama kali
membangun jembatan jenis ini adalah di sekitar Tibet dan Bhutan. Jembatan
gantung terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan Akashi Kaikyo di Jepang.
Jembatan ini memiliki panjang 12.826 kaki (3.909 m) . Jembatan Suspensi ini
juga dibagi menjadi beberapa jenis yaitu :
a) Jembatan Suspensi Sederhana (Simple
Suspension Bridge)
b) Underspanned Suspension Bridge
c) Stressed Ribbon Bridge
d)
Suspended Deck Suspension Bridge
e)
Self Anchored Suspension Bridge
5. 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.
6. Jembatan Kerangka (Truss Bridge)
Jembatan kerangka adalah salah satu jenis tertua dari
struktur jembatan modern. Jembatan kerangka dibuat dengan menyusun tiang-tiang
jembatan membentuk kisi-kisi agar setiap tiang hanya menampung sebagian
berat struktur jembatan tersebut. Kelebihan sebuah jembatan kerangka
dibandingkan dengan jenis jembatan lainnya adalah biaya pembuatannya yang lebih
ekonomis karena penggunaan bahan yang lebih efisien. Selain itu, jembatan
kerangka dapat menahan beban yang lebih berat untuk jarak yang lebih jauh
dengan menggunakan elemen yang lebih pendek daripada jembatan alang. Jembatan
rangka umumnya terbuat dari baja, dengan bentuk dasar berupa segitiga. Elemen
rangka dianggap bersendi pada kedua ujungnya sehingga setiap batang hanya
menerima gaya aksial tekan atau tarik saja.
7. Jembatan Beton Prategang
(Prestressed Concrete Bridge)
Jembatan beton prategang merupakan suatu perkembangan
mutakhir dari bahan beton. Pada Jembatan beton prategang diberikan gaya
prategang awal yang dimaksudkan untuk mengimbangi tegangan yang terjadi akibat
beban. Jembatan beton prategang dapat dilaksanakan dengan dua sistem yaitu post
tensioning dan pre tensioning. Pada
sistem post tensioning tendon prategang ditempatkan di dalam duct setelah beton mengeras dan
transfer gaya prategang dari tendon pada beton dilakukan dengan penjangkaran di
ujung gelagar.Pada
pre
tensioning beton dituang mengelilingi tendon prategang yang sudah ditegangkan
terlebih dahulu dan transfer gaya prategang terlaksana karena adanya ikatan
antara beton dengan tendon. Jembatan beton prategang sangat efisien karena
analisa penampang berdasarkan penampang utuh. Jembatan jenis ini digunakan
untuk variasi bentang jembatan 20 - 40 meter.
8. Jembatan Box Girder
Jembatan box girder umumnya terbuat dari baja atau
beton konvensional maupun prategang. Box girder terutama digunakan sebagai
gelagar jembatan, dan dapat dikombinasikan dengan sistem jembatan gantung, cable-stayed
maupun bentuk pelengkung. Manfaat utama dari box girder adalah momen
inersia yang tinggi dalam kombinasi dengan berat sendiri yang relatif ringan
karena adanya rongga ditengah penampang. box girder dapat diproduksi dalam
berbagai bentuk, tetapi bentuk trapesium adalah yang paling banyak digunakan.
Rongga di tengah box memungkinkan pemasangan tendon prategang diluar penampang
beton. Jenis gelagar ini biasanya dipakai sebagai bagian dari gelagar
segmental, yang kemudian disatukan dengan sistem prategang post
tensioning. Analisa fullprestressing suatu desain dimana pada penampang
tidak diperkenankan adanya gaya tarik, menjamin kontinuitas dari gelagar pada
pertemuan segmen. Jembatan ini digunakan untuk variasi panjang bentang 20 – 40
meter.
1.5.
BEBAN-BEBAN
YANG BEKERJA PADA STRUKTUR JEMBATAN .
Dalam perencanaan struktur
jemabatan secara umum, khususnya jembatan komposit, hal yang perlu sekali
diperhatikan adalah masalah pembebanan yang akan bekerja pada struktur jembatan
yang dibuat. Menurut pedoman Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya (PPPJJR
No 378/1987) dan PMJJR No 12/1970 membagi pembebanan jembatan dalam dua kelas,
yaitu:
Kelas
|
Berat Beton
|
A
B
|
10
8
|
Table 2.1 Kelas tekan as gandar (PMJJR No.12/1970)
Ada beberapa macam pembebanan
yang bekerja pada struktur jembatan, yaitu:
1.5.1.
Beban Primer
Beban primer
merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan
jembatan, yang terdiri dari: beban mati, beban hidup, beban kejut dan gaya akibat
tekanan tanah.
a. Beban mati
Beban mati adalah beban yang berasal dari berat jembatan itu sendiri yang
ditinjau dan termaksud segala unsur tambahan tetap yang merupakan satu kesatuan
dengan jembatan. Untuk menemukan besar seluruhnya ditentukan berdasarkan berat
volume beban.
b. Beban hidup
Beban hidup adalah semua beban yang berasal dari berat kendaraan-kendaraan
yang bergerak dan pejalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan. Penggunaan
beban hidup di atas jembatan yang harus ditinjau dalam dua macam beban yaitu
beban “T” yang merupakan beban terpusat untuk lantai kendaraan dan beban “D”
yang merupakan beban jalur untuk gelagar.
Untuk perhitungan gelagar harus dipergunakan beban “D” atau beban jalur.
Beban jalur adalah susunan beban pada setiap jalur lalulintas yang terdiri dari
beban yang terbagi beban rata sebesar “q” ton/m panjang perjalur dan beban
garis “p” ton perjalur lalulintas. Untuk menentukan beban “D” digunakan lebar
jalan 5,5 m, maka jumlah jalur lalulintas sebagai berikut:
Table 2.2 jumlah jalur lalulintas
Lebar lantai kendaraan (m)
|
Jumlah jalur lalulintas
|
5,50 – 8,25 m
8,25 – 11,25 m
11,25 – 15,00 m
15,00 – 18,75 m
18,75 – 32,50 m
|
2
3
4
5
6
|
(PPPJJR No.
378/KPTS/1987)
Untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan sama atau lebih kecil dari
5,50 m makan beban “D” sepenuhnya (100%) dibebankan pada seluruh lebar jembatan
dan kelebihan lebar jembatan dari 5,5 m mendapat separuh beban “D” (50%). Jalur
lalulintas ini mempunyai lebar minimum 2,75 m dan lebar maksimum 3,75 m. Beban
“T” adalah beban kendaraan Truck yang mempunyai beban roda 10 ton (10.000 Kg)
dengan ukuran-ukuran serta kedudukan dalam meter, seperti tertera pada gambar
2.3 untuk perhitungan pada lantai kendaraan jembatan digunakan beban “T” yaitu
merupakan beban pusat dari kendaraan truck dengan beban roda ganda (dual wheel load) sebesar 10 ton.
Dimana beban garis P= 12 ton sedangkan beban q ditentukan dengan ketentuan
sebagai berikut:
Q= 2,2 t/m untuk L<30 m
Q= 2,2t/m – (11/60)x(L-30) t/m untuk 30>L<
…..[2-1]
Q= 1,1x(1+(30/L))t/m untuk L>60m
Dimana L adalah panjang bentangan gelagar utama (m) untuk menentukan beban
hidup, beban terbagi rata (t/m/jalur) dan beban garis (t/jalur) dan perlu
diperhatikan ketentuan bawah.
Beban terbagi merata = Q
ton/meter………................[2-2]
2,75 m
Beban garis = Q ton ......................................[2-3]
2,75 m
Angka pembagi 2,75 meter diatas selalu tetap dan tidak tergantung pada
lebar jalur lalulintas. Dalam perhitungan
beban hidup tidak penuh, maka digunakan:
Jembatan
permanen= 100% beban “D” dan “T”.
Jembatan
semi permanen= 70% beban “D” dan “T”.
Jembatan
sementara= 50% “D” dan “T”.
Dengan menggunakan beban “D” untuk suatu jembatan berlaku ketentuan ini.
c. Beban kejutan/Sentuh
Beban kejut merupakan factor untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh
getaran dan pengaruh dinamis lainnya. Koefesien kejut ditentukan dengan rumus:
K= 1+ ……………………………………………….[2-4]
Dimana:
K= koefesien kejut
L=
panjang/ bentang jembatan
1.5.2.
Beban Sekunder
Beban sekunder adalah beban
yang merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam penghitungan
tegangan pada setiap perencanaan jembatan.
a. Beban Angin
Dalam perencanaan jembatan rangka batang, beban angin lateral diasumsikan
terjadi pada dua bidang yaitu:
Beban angin pada rangka utama.
Beban angin ini dipikul oleh ikatan angin atas dan ikatan angin bawah.
Beban angin pada bidang kendaraan
Beban angin ini dipikul oleh ikatan angin bawah saja. Dalam perencanaan
untuk jembatan terbuka, beban angin yang terjadi dipikul semua oleh ikatan angin bawah.
b. Gaya Akibat Perbedaan Suhu
Perbedaan suhu harus ditetapkan sesuai dengan keadaan setempat yaitu dengan
perbedaan suhu.
Bangunan Baja
1) Perbedaan suhu
maksimum-minimum= 300C
2) Perbedaan suhu
antara bagian-bagian jembatan= 150C
Bangunan Beton
1) Perbedaan suhu
maksimum-minimum= 150C
2) Perbedaan suhu
antara bagian-bagian jembatan=100C
Dan juga tergantung pada koefisien muai panjang bahan yang dipakai
misalnya:
Baja ε =12x10-6/0C
Beton ε =10x10-6/0C
Kayu ε =5x10-6/0C
c. Gaya Rangkak dan Susut
Diambil senilai dengan gaya akibat turunnya suhu sebesar 150C
d. Gaya Rem dan Traksi
Pengaruh ini diperhitungkan dengan gaya rem sebesar 5% dari beban “D” tanpa
koefisien kejut. Gaya re mini bekerja horizontal dalam arah jembatan dengan
titik tangkap setinggi 1,80 m dari permukaan lantai jembatan.
e. Gaya Akibat Gempa Bumi
Bekerja kea rah horizontal pada titik berat kontruksi.
KS = E x G ……………………………………………[1-5]
Dimana:
KS = koenfisien gaya horizontal (%)
G = beban mati (berat sendiri) dari
kontruksi yang ditinjau.
E = koefisien gempa bumi ditentukan
berdasarkan peta zona gempa dan
biasanya diambil 100% dari berat
kontruksi.
f. Gaya Gesekan Pada Tumpuan Bergerak
Ditinjau hanya beban mati (ton). Koefisien gesek karet dengan baja atau
beton= 0,10 sampai dengan 0,15.
1.5.3.
Beban Khusus
Beban khusus yaitu beban-beban
yang khususnya bekerja atau berpengaruh terhadap suatu struktur jembatan. Misalnya:
gaya sentirfugal, gaya gesekan pada tumpuan, beban selama pelaksanaan pekerjaan
struktur jembatan, gaya akibat tumbukan benda-benda yang hanyut dibawa oleh
aliran sungai.
a. Gaya sentrifugal
Konstruksi yang ada pada tikungan harus diperhitungkan gaya horizontal
radial yang dianggap bekerja horizontal setinggi 1,80 m di atas lantai
kendaraan dan dinyatakan dalam %
terhadap beban “D” dengan rumus sebagai berikut:
……………………………………[2-6]
Dimana:
S= gaya
sentrifugal (%) terhadap beban “D” tanpa factor kejut.
V= kecepatan
rencana (km/jam).
R= jari-jari
tikungan (m).
b. Gaya Gesekan pada Tumpuan
Gaya gesekkan ditinjau hanya timbul akibat beban mati (ton). Sedangkan
besarnya ditentukan berdasarkan koefisien gesekan pada tumpuan yang bersangkutan
dengan nilai:
Tumpuan rol
o Dengan 1 atau 2 rol :0,01
o Dengan 3 atau lebih :0,05
Tumpuan gesekan
o Antara tembaga dengan campuran tembaga keras =0,15
o Antara baja dengan baja atau baja tuang =0,25
c. Gaya Tumbukkan pada Jembatan Layang
Untuk memperhitungkan gaya akibat antara pier (bangunan penunjang jembatan
diantara kedua kepala jembatan) dan kendaraan, dapat dipikul salah satu dan
kedau gaya-gaya tumbukkan horizontal:
Pada jurusan arah lalulintas sebesar………………..100 ton
Pada jurusan tegak lurus arah lalulintas……………50 ton
d. Beban dan Gaya selama pelaksanaan
Gaya yang bekerja selama pelaksanaan harus ditinjau berdasarkan
syarat-syarat pelaksanaan.
e. Gaya Akibat Aliran Air dan Benda-benda Hanyut
Tekanan aliran pada suatu pilar dapat dihitung dengan rumus:
P=KxV2………………………………………………....[2-7]
Dimana:
P= tekanan
aliran air (t/m2)
V= Kecepatan
aliran air (m/det)
K= koefisien
yang bergantung pada bentuk pier
1.5.4.
Kombinasi
Pembebanan
Kontruksi jembatan beserta
bagian-bagiannya harus ditinjau dari kombinasi pembebanan dan gaya yang mungkin
bekerja. Sesuai dengan sifat-sifat serta kemungkinan-kemungkinan pada setiap
beban, tegangan yang digunakan dalam kekuatan pemeriksaan kontruksi yang bersangkutan
dinaikkan terhadap tegangan yang diizinkan sesuai dengan elastis. Tegangan yang
digunakan dinyatakan dalam proses terhadap tegangan yang diizinkan sesuai
kobinasi pembebanan dan gaya pada table 2.3 berikut ini:
Kombinasi Pembebanan dan Gaya
|
Tegangan yang digunakan dlm proses terhadap tegangan izin keadaan elastis
|
I. M+(11+k)+Ta+Tu
II. M+Ta+Ah+Gg+A+SR+Tm
III. Kombinasi(1)+Rm+Gg+A+SR+Tm+S
IV. M+Gh+Tag+Gg+Ahg+Tu
V. M+PI
VI. M+(H+K)+Ta+S+Tb
|
100%
125%
140%
150%
130%
150%
|
(PPPJJR No
378/KPTS/1987)
Dimana:
A : beban angin
Ah : gaya akibat aliran dan
hanyutan
Ahg : gaya akibat aliran dan
hanyutan pada waktu gempa
Gg : gaya gesek pada tumpuan
bergerak
Gh : gaya horizontal ekivalen
akibat gempa bumi
(H+K) : beban hidup dengan kejut
M : beban mati
P1 : gaya-gaya
pada waktu pelaksanaan
Rm : gaya rem
S : gaya sentrifugal
SR : gaya akibat perubahan
suhu(selain susut dan rangkak)
Ta : gaya tekanan
tanah
Tag : gaya tekanan
tanah akibat gempa
Tb : gaya
tumbukkan
Tu : gaya angkat
(buoyancy)
Sumber Artikel:
HERLANGGA AGUS RINO PRATAMA
3TA03
13316286
I KADEK BAGUS WIDANA PUTRA ST.,MT.
Komentar
Posting Komentar