MENGENAL PERENCANAAN KONSTRUKSI JEMBATAN



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
BMS 92 : Bridge Management System, 1992 

BMS 93 : Lampiran A dan Penjelasan Bag 1 sd. 9 

BMS 93 : Panduan Pengawasan dan Pelaksanaan jembatan 

Guidelines for the Installation, Inspection, Maintenance and Repair of Structural Supportsfor Highway Signs, Luminaires and Traffic Signals, FHWA NHI 05-036, March 2005 

Modifikasi Jembatan Bailey dengan Cara Perkuatan Cable 





RSNI T-02-2005 : Standar Pembebanan Untuk Jembatan 

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

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

Spesifikasi Bantalan Elastomer Tipe Polos dan Tipe Berlapis untuk Perletakan Jembatan 
Spesifikasi Pilar dan Kepala Jembatan Sederhana Bentang 5 m sampai 25 m dengan Fondasi Tiang Pancang 

Standar Jembatan Bina Marga 

Standar Pembebanan Untuk Jembatan Jalan Raya 

Standar Perencanaan Gempa Untuk Jembatan 

VSL-Indonesia 

SLAB ON GRADE

Pedoman Perencanaan Perkerasan Jalan Beton Semen 

Petunjuk Pelaksanaan Perkerasan Kaku (Beton Semen) 

Pelaksanaan Perkerasan Jalan Beton Semen 



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 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).



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


Bentuk dan material fondasi sumuran :



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         Tiang pancang beton prategang pracetak (Precast Prestressed Concrete Pile), spun
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
d.       Guide Post / Patok penuntun

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


f.   Trotoar

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
Dengan 1 atau 2 rol     :0,01
Dengan 3 atau lebih     :0,05
      Tumpuan gesekan
Antara tembaga dengan campuran tembaga keras      =0,15
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. 



 



sipilsite merupakan sebuah sarana untuk berbagi ilmu, khususnya ilmu yang membahas dunia konstruksi bangunan. Secara umum ilmu-ilmu tentang duni konstruksi, baik konstruksi Air, Tanah, Struktur, Transportasi, Gambar Teknik, dan juga Pengalaman Admin selama ini dalam dunia konstruksi .Semoga dengan hadirnya sipilpoin.com dapat menambah ilmu kita bersama, sehingga dunia konstruksi indonesia tidak kalah dengan dunia konstruksi dari luar.


EmoticonEmoticon