PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN

DASAR TEORI

Pengertian umum

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 perencanaan jembatan

Pemilihan bentuk jembatan sangat dipengaruhi oleh kondisi dari lokasi jembatan tersebut. Pemilihan lokasi tergantung medan dari suatu daerah dan tentunya disesuaikan dengan kebutuhan masyarakat di daerah dengan kata lain  bentuk dari konstruksi jembatan harus layak dan ekonomis.

Perencanaan konstruksi jembatan berkaitan dengan letaknya. Oleh beberapa ahli menentukan syarat-syarat untuk acuan dari suatu perencanaan jembatan sebagai berikut :

·         Letaknya dipilih sedemikian rupa dari lebar pengaliran agar bentang bersih jembatan tidak terlalu panjang.

·         Kondisi dan parameter tanah dari lapisan tanah dasar hendaknya memungkinkan perencanaan struktur pondasi lebih efesien.

·         Penggerusan ( scow-ing ) pada penampang sungai hendaknya dapat diantisipasi sebelumnya dengan baik agar profil saluran di daerah jembatan dapat teratur dan panjang.

Dari syarat-syarat tersebut diatas telah dijelaskan bahwa pemilihan penepatan jembatan merupakan salah satu dari rangkaian system perencanaan konstruksi jembatan yang baik, namun demikian aspek–aspek yang lain tetap menjadi bagian yang penting, misalnya saja system perhitungan konstruksi; penggunaan struktur ataupun mengenai system nonteknik seperti obyektifitas pelaksana dalam merealisasikan jembatan tersebut.

Peraturan perencanaan jembatan

SNI 1725-2016 Pembebanan Jembatan.
Surat Edaran Dirjen Binamarga tentang Penyampaian Ketentuan Desain dan Revisi Jalan dan Jembatan.
Perencanaan dan pelaksanaan konstruksi jembatan gantung untuk pejalan kaki.
Rancangan 3 Penyambungan Tiang Pancang Beton Pracetak Untuk Fondasi Jembatan.
RSNI T 12-2004 Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan.
RSNI T-02-2005 Standar pembebanan untuk jembatan.
RSNI T-03-2005 perencanaan struktur baja untuk jembatan.
SNI 2451-2008 Spesifikasi pilar dan kepala jembatan sederhana bentang 5 m sampai dengan 25 m dengan pondasi tiang pancang.
SNI 2833-2008 Standar perencanaan tahan gempa untuk jembatan.
SNI 6747-2002 Tata cara perencanaan teknis pondasi tiang untuk jembatan.
Surat Edaran Mentri PU 07SEM2015 Pedoman Persyaratan Umum Perencanaan jembatan.
Surat Edaran Direktorat Jenderal Bina Marga tentang Tata Cara Pengecatan Elemen Jembatan.

Bagian konstruksi jembatan

Bagian-bagian dari suatu jembatn terbagi dalam 3 bagian, yaitu :

1.      Bangunan Atas (super struktur)

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.

Bangunan atas umumnya meliputi :

a)        Trotoar :

·      Sandaran dan tiang sandaran,

·      Peninggian trotoar (Kerb),

·      Slab lantai trotoar.

b)        Slab lantai kendaraan,

c)        Balok diafragma,

d)       Gelagar (Girder),

e)        Ikatan pengaku (ikatan angin, ikatan melintang),

f)         Tumpuan (Bearing).

2.      Bangunan Bawah (sub struktur)

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.

Bangunan bawah umumnya meliputi :

a)         Pangkal jembatan (Abutment),

·      Dinding belakang (Back wall),

·      Dinding penahan (Breast wall),

·      Dinding sayap (Wing wall),

·      Oprit, plat injak (Approach slab)

·      Konsol pendek untuk jacking (Corbel),

·      Tumpuan (Bearing).

b)        Pilar jembatan (Pier),

·      Kepala pilar (Pier Head),

·      Pilar (Pier), yg berupa dinding, kolom, atau portal,

·      Konsol pendek untuk jacking (Corbel),

·      Tumpuan (Bearing).

3.      Fondasi

Fondasi jembatan berfungsi meneruskan seluruh beban jembatan ke tanah dasar. Berdasarkan sistimnya, fondasi abutment atau pier jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam jenis, antara lain :

a)         Fondasi telapak (spread footing)

b)        Fondasi sumuran (caisson)

c)         Fondasi tiang (pile foundation)

·      Tiang pancang kayu (Log Pile),

·      Tiang pancang baja (Steel Pile),

·      Tiang pancang beton (Reinforced Concrete Pile),

·      Tiang pancang beton prategang pracetak (Precast Prestressed Concrete Pile),

·      Tiang beton cetak di tempat (Concrete Cast in Place),

·      Tiang pancang komposit (Compossite Pile),

Bentuk-bentuk Jembatan

Struktur jembatan mempunyai berbagai macam tipe, baik dilihat dari bahan strukturnya maupun bentuk strukturnya. Masing-masing tipe struktur  jembatan cocok digunakan untuk kondisi yang berbeda sesuai perkembangan, bentuk jembatan berubah dari yang sederhana menjadi yang sangat komplek. (Satyarno, 2003).

Secara garis besar terdapat sembilan macam perencanaan jenis jembatan yang dapat digunakan, yaitu :

1.      Jembatan balok (beam bridge)

Jembatan balok adalah jenis jembatan yang paling sederhana yang dapat berupa balok dengan perletakan sederhana (simple spens) maupun dengan perletakan menerus (continous spens).

2.      Jembatan kantilever (cantilever bridges)

Jembatan kantilever adalah merupakan pengembangan jembatan balok. Tipe jembatan kantilever ini ada dua macam yaitu tipe cantilever dan tipe cantilever with suspended spans. Pada jembatan kantilever, sebuah pilar atau tower dibuat masing-masing sisi bagian yang akan disebrangi dan jembatan dibangun menyamping berupa kantilever dari masing-masing tower.

3.      Jembatan lengkung (arch bridge)

Jembatan lengkung adalah suatu tipe jembatan yang menggunakan prinsip kestabilan dimana gaya-gaya yang bekerja di atas  jembatan di transformasikan ke bagian akhir lengkung atau abutment.

4.      Jembatan rangka (truss bridge)

Jembatan rangka dibuat dari struktur rangka yang biasanya terbuat dari bahan baja dan dibuat dengan menyambung beberapa batang dengan las atau baut yang membentuk pola-pola segitiga.

5.      Jembatan gantung (suspension bridge)

Jembatan gantung terdiri dari dua kabel besar atau kabel utama yang menggantung dari dua pilar atau tiang utama dimana ujung-ujung kabel tersebut diangkurkan pada fondasi yang biasanya terbuat dari beton.

6.      Jembatan kabel (cable stayed bridge)

Jembatan kabel merupakan suatu pengembangan dari jembatan gantung dimana terdapat juga dua pilar atau tower, akan tetapi pada jembatan kabel dek jembatan langsung dihubungkan ke tower dengan  menggunakan kabel-kabel yang membentuk formasi diagonal.

7.      Jembatan bergerak (movable bridges)

Jembatan bergerak biasanya dibuat pada sungai dimana kapal besar yang lewat memerlukan ketinggian yang cukup tetapi pembuatan jembatan dengan pilar sangat tinggi dianggap tidak  ekonomis. Ada tiga macam tipe jembatan bergerak yaitu :

·      Jembatan terbuka (bascule bridges).

·      Jembatan terangkat vertikal (verticalift bridges).

·      Jembatan berputar (swing bridges).

  

8.      Jembatan terapung (floating bridges)

Jembatan terapung dibuat dengan mengikatkan dek jembatan pada ponton-ponton sebagaimana dilihat pada gambar 2.39. Ponton-ponton ini biasanya jumlahnya banyak sehingga jika salah satu ponton terjadi kebocoran maka tidak begitu mempengaruhi atau membahayakan kestabilan jembatan apung secara keseluruhan. Kemudian ponton yang

terjadi kebocoran ini dapat diperbaiki.

9.      Jembatan kombinasi (combination bridges)

Jembatan kombinasi adalah jembatan yang menggunakan lebih dari satu jenis jembatan. Hal ini terutama untuk jembatan dengan bentang sangat besar dimana penggunaan satu jenis jembatan tidak ekonomis.

Pembebanan pada 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.

Ada beberapa macam pembebanan yang bekerja pada struktur jembatan, yaitu :

1.      Beban Primer

Beban primer merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan, yang terdiri dari: beban mati, beban hidup, dan beban kejut.

·         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.

·         Beban hidup

Beban hidup adalah semua beban yang berasal dari berat kendaraan-kendaraan yang bergerak dan pejalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan.

·         Beban kejutan/Sentuh

Beban kejut merupakan factor untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh getaran dan pengaruh dinamis lainnya.

2.      Beban Sekunder

Beban sekunder adalah beban yang merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam penghitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan.

·         Beban Angin

Dalam perencanaan jembatan rangka batang, beban angin lateral diasumsikan terjadi pada dua bidang yaitu:

a)      Beban angin pada rangka utama. 

Beban angin ini dipikul oleh ikatan angin atas dan ikatan angin bawah.

b)      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.

·         Gaya Akibat Perbedaan Suhu

Perbedaan suhu harus ditetapkan sesuai dengan keadaan setempat yaitu dengan perbedaan suhu.

a)      Bangunan Baja

Perbedaan suhu maksimum-minimum= 30⁰C

Perbedaan suhu antara bagian-bagian jembatan= 15⁰C

b)      Bangunan Beton

Perbedaan suhu maksimum-minimum= 15⁰C

Perbedaan suhu antara bagian-bagian jembatan=10⁰C

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.

·         Gaya Akibat Gempa Bumi

Bekerja ke arah horizontal pada titik berat kontruksi.

·         Gaya Gesekan Pada Tumpuan Bergerak

Ditinjau hanya beban mati (ton). Koefisien gesek karet dengan baja atau beton= 0,10 sampai dengan 0,15.

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.

·         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”.

·         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 :

a)         Tumpuan rol

Dengan 1 atau 2 rol     :0,01

Dengan 3 atau lebih    :0,05

b)        Tumpuan gesekan

Antara tembaga dengan campuran tembaga keras      =0,15

Antara baja dengan baja atau baja tuang                    =0,25

·         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:

a)         Pada jurusan arah lalulintas sebesar………………..100 ton

b)        Pada jurusan tegak lurus arah lalulintas……………50 ton

·         Beban dan Gaya selama pelaksanaan

Gaya yang bekerja selama pelaksanaan harus ditinjau berdasarkan syarat-syarat pelaksanaan.

·         Gaya Akibat Aliran Air dan Benda-benda Hanyut

Tekanan aliran pada suatu pilar dapat dihitung dengan rumus:

P=KxV²

Dimana:

P= tekanan aliran air (t/m²)

V= Kecepatan aliran air (m/det)

K= koefisien yang bergantung pada bentuk pier.

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.

Nama : Irwan Ely                                    Nama Dosen : I Kadek Bagus Widana Putra

NPM : 13316604                                     Jurusan         : Teknik Sipil

Kelas : 3TA03                                                   UNIVERSITAS GUNADARMA