A.
Latar Belakang
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.
Dalam perencanaan konstruksi jembatan dikenal dua
bagian yang merupakan satu kesatuan yang utuh yakni :
1. Bangunan Bawah (Sub Struktur)
2. Bangunan Atas (Super Struktur)
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
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
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:
Dedy Sumarlin
3TA03
11316777
I KADEK BAGUS WIDANA PUTRA ST.,MT.
https://www.gunadarma.ac.id/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar