Peraturan
pembebanan yang digunakan pada perencanaan struktur jembatan prategang tipe
PCU-Girder ini adalah RSNI T-02-2005 (standar pembebanan untuk jembatan), dan
RSNI T-12-2004 (perencanaan struktur beton untuk jembatan). Berdasarkan RSNI
T-12-2004 tentang perencanaan kekuatan struktur beton bertulang sebagai
komponen jembatan harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara
perencanaan berdasarkan beban dan kekuatan terfaktor (PBKT).
Walaupun
demikian, untuk perencanaan komponen struktur jembatan yang mengutamakan suatu
pembatasan tegangan kerja, atau ada keterkaitan dengan aspek lain yang sesuai
batasan perilaku deformasinya, atau sebagai cara perhitungan alternative, bisa
digunakan cara perencanaan berdasarkan batas layan/tegangan ijin (PBL).
Dengan
demikian metode perencanaan struktur jembatan prategang tipe PCU-Girder di bagi
menjadi dua metode, yaitu: metode perencanaan ultimit (PBKT) dan metode
perencanaan tegangan ijin (PBL). Metode perencanaan ultimit digunakan pada
perhitungan struktur atas jembatan dengan pemilihan faktor beban ultimit sesuai
peraturan. Metode perencanaan tegangan ijin dengan beban kerja digunakan untuk
perhitungan struktur bawah jembatan (pondasi).
Tahapan
Pembebanan
 |
| Beban Truk & Pejalan Kaki |
1) Tahap Awal
Pembebanan
tahap awal merupakan pemberian gaya prategang terhadap girder tetapi belum
dibebani oleh beban eksternal. Tahap ini dapat dibagi dalam beberapa tahap:
a) Sebelum Diberi Gaya Prategang
Pada
masa sebelum diberi gaya prategang, beton girder masih lemah dalam memikul
beban, oleh karena itu harus dicegah agar tidak terjadi kehancuran pada ujung
girder. Harus diperhitungkan susut beton, dan retakan yang timbul akibat sust
tersebut. Curing beton harus diperhatikan sebelum peralihan gaya prategang.
b) Pada Saat Diberi Gaya Prategang
Besarnya
gaya prategang yang berkerja pada tedon saat proses stressing dapat membuat
kabel strand putus jika pemberian gaya melebihi tegangan maksimum strand atau
jika strand dalam kondisi rusak. Beton bermutu rendah atau belum cukup umur
juga dapat hancur pada tahapan ini.
c) Pada Saat Peralihan Gaya Prategang
Untuk
komponen struktur post-tension peralihan beban berlangsung secara bertahap,
gaya prategang pada tendon dialihkan ke beton satu-per satu tendon. Pada
keadaan ini gaya eksternal belum berkerja kecuali berat sendirinya. Gaya
prategang awal setelah terjadi kehilangan juga ikut menentukan desain girder.
Girder
dengan panjang bentang tersebut diatas yang terletak diatas dua tumpuan, akibat
berat sendirinya akan menimbulkan momen positif ditengah bentang. Oleh karena
itu maka gaya yang diberikan pada girder harus dapat mengimbangi kondisi
seperti ini.
2) Tahap Antara
Pembebanan
tahap ini ada khususnya untuk beton precast yang mengalami proses perpindahan
dari pabrik ke lokasi terakhirnya. Tahapan antara merupakan tahapan pembebanan
selama girder dalam masa pengangkutan dan pengangkatan, termasuk masa saat
girder dalam proses erection.
Cara
pengangkatan dan pengangkutan balok girder harus diperhitungkan dengan baik.
Pengangkatan dengan cara yang salah dapat mengakibatkan balok girder retak atau
bahkan mungkin patah.
3) Tahap Akhir
Pembebanan
tahap akhir merupakan tahapan dimana beban rencana telah berkerja pada
struktur. Pada beton prategang, ada tiga jenis beban kerja yang dialami:
a) Beban Kerja Tetap
Lendutan
ke atas atau kebawah girder akibat beban kerja tetap konstruksi tersebut
merupakan salah satu factor penentu dalam desain, karena pengaruh dari
rangkaian akibat lentur akan memperbesar nilainya. Sehingga diberikan batasan
tertentu besarnya lendutan akibat beban tetap.
b) Beban Kerja
Girder
juga didesain berdasarkan beban kerja yang akan dideritanya. Beban kerja yang
berlebihan harus ikut dipertimbangkan.
c) Beban Retak
Retak
pada komponen beton prategang berarti perubahan mendadak pada tegangan rekat
dan geser yang sering menjadi parameter bagi kekuatan lelah.
d) Beban Batas
Beban
batas struktur merupakan beban maksimum yang dapat dipikul struktur tersebut
sebelum hancur, atau disebut juga ultimate strength. Beban batas diperhitungkan
melalui factor beban yang dikalikan pada beban kerja.
Beban
Tetap
Beban
tetap merupakan beban yang bekerja sepanjang waktu dan bersumber pada bahan jembatan,
cara jembatan dibangun dan juga bangunan lain yang mungkin menempel pada
jembatan.
1) Berat Sendiri
Berat
sendiri dari bagian bangunan adalah berat dari bagian tersebut dan
elemen-elemen struktur lainnya yang dipikul. Termasuk dalam hal ini adalah berat
bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan
elemen non struktural yang dianggap tetap. Faktor berat sendiri diatur pada
RSNI T-02-2005 5.2.
Tabel Faktor beban berat sendiri Sumber:
RSNI T-02-2005 5.2.
Jenis material |
Faktor Beban |
||
|---|---|---|---|
| KSMS | KUMS | ||
| Normal | Terkurangi | ||
| Baja, Aluminium | 1.0 | 1.1 | 0.9 |
| Beton pracetak | 1.0 | 1.2 | 0.85 |
| Beton cor ditempat | 1.0 | 1.3 | 0.75 |
| Kayu | 1.0 | 1.4 | 0.70 |
2) Beban Mati Tambahan/Utilitas
Beban
mati tambahan merupakan berat seluruh bahan yang membentuk suatu beban pada
jembatan yang merupakan elemen non struktural, dan mungkin besarnya berubah
selama umur jembatan. Dalam hal tertentu harga KMA yang telah berkurang boleh
digunakan dengan persetujuan instansi yang berwenang. Hal ini bisa dilakukan
apabila instansi tersebut mengawasi beban mati tambahan sehingga tidak
dilampaui selama umur jembatan. Faktor beban mati tambahan diatur pada RSNI
T-02-2005 5.3.
Tabel Faktor beban untuk
beban mati tambahan Sumber: RSNI T-02-2005 | Jangka waktu | Faktor Beban | |||
|---|---|---|---|---|
| KMAS | KMAU | |||
| Biasa | Terkurangi | |||
Tetap |
Keadaan Umum | 1.0 (1) | 2.0 | 0.7 |
| Keadaan Khusus | 1.0 | 1.4 | 0.8 | |
| Catatan (1) faktor beban daya layan 1,3 digunakan untuk beban utilitas | ||||
3) Beban Lalu Lintas
Beban
lalu lintas untuk perencanaan jembatan terdiri dari beban lajur “D” dan beban
truk “T”. Beban lajur “D” bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan
menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekivalen dengan suatu iring-iringan
kendaraan yang sebenarnya. Jumlah total beban lajur “D” yang bekerja tergantung
pada lebar jalur kendaraan itu sendiri.
Baca:
Klasifikasi Jembatan
Beban
truk “T” adalah satu kendaraan berat dengan 3 as yang ditempatkan pada beberapa
posisi dalam lajur lalu lintas rencana. Tiap as terdiri dari dua bidang kontak
pembebanan yang dimaksud sebagai simulasi pengaruh roda kendaraan berat. Hanya
satu truk “T” diterapkan perlajur lalu lintas rencana.
Secara
umum beban “D” akan menentukan dalam perhitungan yang mempunyai bentang mulai
sedang sampai panjang, sedangkan beban “T” digunakan untuk bentang pendek dan
lantai kendaraan.
4) Beban lajur “D”
Beban
lajur “D” terdiri dari beban tersebar merata (BTR) yang digabung dengan beban
garis (BGT). Menurut RSNI T-02-2005, beban terbagi rata (BTR) mempunyai
intensitas q kPa, dimana besarnya q tergantung pada panjang total yang dibebani
L seperti persamaan berikut ini:
L ≤ 30 m: q
= 9,0 kPa
L
≥ 30 m: q = 9,0 (0,5 + 15/L) kPa
Beban
garis: Satu BGT dengan intensitas p kN/m harus ditempatkan tegak lurus dari arah
lalu lintas pada jembatan. Besarnya intensitas p adalah 49.0 kN/m. Secara umum
beban “D” akan menentukan dalam perhitungan yang mempunyai bentang mulai dari
sedang sampai panjang.
Tabel Faktor beban akibat beban lajur “D”
Sumber: RSNI T-02-2005 6.3.
| Jangka waktu | Faktor Beban | |
|---|---|---|
| KsTD | KsTD | |
| Transien | 1.0 | 1.0 |
5) Gaya Rem
Efek
rem dan percepatan pada lalu lintas ditetapkan sebagai gaya yang bekerja arah
memanjang yang bekerja di permukaan jalan. Bekerjanya gaya-gaya arah memanjang
jembatan, akibat gaya rem dan traksi, harus ditinjau untuk kedua jurusan lalu
lintas.
Pengaruh
ini di diperhitungkan senilai dengan gaya rem sebesar 5% dari beban lajur “D”
yang dianggap ada pada semua jalur lalu lintas tanpa dikalikan faktor beban
dinamis. Gaya rem tersebut dianggap bekerja horisontal dalam arah sumbu
jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,8 m diatas permukaan lantai jembatan.
Tabel Faktor beban akibat gaya rem Sumber:
RSNI T-02-2005 6.9.
| Jangka Waktu | Faktor Beban | |
|---|---|---|
| KsTS | KsTB | |
| Transien | 1.0 | 1.8 |
6) Pembebanan Pejalan Kaki
Sesuai
dengan peraturan RSNI T-02-2005 6.7 semua elemen dari trotoar atau jembatan
penyeberangan yang langsung memikul pejalan kaki harus direncanakan untuk beban
nominal 5 kPa. Unsur jalan yang menerima beban pejalan kaki dinyatakan dalam
satuan luas.
Tabel Faktor beban untuk pejalan kaki
Sumber: RSNI T-02-2005 5.3.
| Jangka waktu | Faktor Beban | |
|---|---|---|
| KsTP | KsSS | |
| Transien | 1.0 | 1.8 |
7) Beban Truk “T”
Berdasarkan
RSNI T-2-2005 6.4.1 pembebanan truk terdiri dari kendaraan truk semi-trailer
yang memiliki susunan dan berat as. Berat dari masing-masing as disebarkan
menjadi dua beban merata sama besar yang merupakan bidang kontak antara roda
dengan permukaan lantai.
Jarak
antara dua as tersebut bisa diubah-ubah antara 4,0 m sampai 9,0 m untuk
mendapatkan pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan. Terlepas dari
panjang jembatan atau susunan bentang, hanya ada satu kendaraan truk “T” yang bisa
ditempatkan pada satu lajur lalu lintas rencana.
Tabel Faktor beban akibat pembebanan truk
“T” Sumber: RSNI T-02-2005 6.4.
| Jangka waktu | Faktor Beban | |
|---|---|---|
| KsTT | KuTT | |
| Tetap | 1.0 | 1,8 |
1) Beban Angin
Angin
harus dianggap bekerja secara merata pada seluruh bangunan atas. Beban angin
statik yang bekerja pada dek jembatan diperhitungkan sebesar luas ekivalen
bagian samping jembatan. Beban kerja dan terfaktor angin yang bekerja pada jembatan
didapat dari persamaan:
TEW
= 0,0006 CW (VW)2 Ab [Kn]
Apabila
suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis merata tambahan arah
horizontal harus diterapkan pada permukaan lantai seperti diberikan dengan
rumus:
TEW
= 0,0012 CW (VW)2 Ab [Kn]
Keterangan:
Cw =
koefisien seret
Vw =
kecepatan angin rencana (m/detik)
e =
ekivalen luas jembatan [m2]
Rew =
beban angin arah horizontal (KN/m)
H =
tinggi kendaraan (m)
Qew = transfer beban angin ke lantai jembatan
(KN/m)
Tabel Koefisien seret Cw Sumber: RSNI
T-02-2005 7.6.
| Tipe Jembatan | Cw |
|---|---|
| Bangunan Atas Masif | |
| b/d = 1.0 | 2.1 |
| b/d = 2.0 | 1.5 |
| b/d ≥ 6.0 | 1.25 |
| Bangunan atas rangka | 1.2 |
Tabel Kecepatan angin rencana Vw Sumber:
RSNI T-02-2005 7.6.
| Keadaan Batas | Lokasi | |
|---|---|---|
| Sampai 5 km dari pantai | > 5 km dari pantai | |
| Daya Layan | 30 m/s | 25 m/s |
| Ultimate | 35 m/s | 30 m/s |
Tabel Faktor beban untuk beban angin
Sumber: RSNI T-02-2005 7.6.
| Jangka waktu | Faktor Beban | |
|---|---|---|
| KEWS | KEWU | |
| Transient | 1.0 | 1.2 |
9) Beban Gempa
Dalam
suatu perencanaan jembatan harus memperhitungkan beban akibat pengaruh
terjadinya gempa.
Celastis = A . R . S ; Cplastis = A . R . S
/ Z
Keterangan :
Celastis =
Koefisien geser dasar tanpa faktor daktilitas dan resiko (Z)
Cplastis =
Koefisien geser dasar termasuk faktor daktilitas dan resiko
A =
Percepatan/ akselerasi puncak (PGA) di batuan dasar
R =
Respon batuan dasar
Z
= Faktor reduksi sehubungan
daktilitas dan resiko
Dalam
suatu perencanaan jembatan, harus memperhitungkan beban akibat pengaruh
terjadinya gempa. Beban gempa hanya diperhitungkan untuk kondisi batas
ultimate. Beban gempa biasanya berakibat langsung pada perencanaan pilar,
kepala jembatan dan pondasi. Besarnya beban gempa diperhitungkan sebagai
berikut.
T’EQ
= KV . I . WT ; Kh = C . S
Dimana:
T’EQ =
Gaya geser dasar dalam arah yang ditinjau (kN)
Kh =
Koefisien beban gempa horizontal
Kv =
Koefisien beban gempa vertical
I =
Faktor kepentingan
C =
Koefisien geser dasar
S =
Faktor tipe bangunan
WT = Berat total nominal bangunan termasuk
beban mati tambahan.
Koefisien
geser dasar (C) ditentukan dengan menggunakan grafik hubungan waktu getar
bangunan (T) dan (C) dapat dihitung dengan rumus:
T
= 2 × 3,14 √WT / g . KP (detik)
Dengan pengertian :
WT =
Berat total jembatan termasuk beban mati tambahan
g =
Percepatan gravitasi (m/det)
KP = Kekakuan gabungan sebagai gaya horizontal
yang diperlukan untuk menimbulkan satu satuan lendutan pada bagian atas pilar
(kN/m)
Tabel Faktor beban untuk beban gempa
| Jangka Waktu | Faktor Beban | |
|---|---|---|
| KS ; EQ | KU ; EQ | |
| Transient | Tidak dapat digunakan | 1.0 |
Tabel Faktor kepentingan Sumber: RSNI
T-02-2005 7.7.3.
Jembatan memuat lebih dari 2000 kendaraa/hari, jembatan pada jalan raya utama atau arteri dan jembatan dimana tidak ada rute alternatif
|
1,2
|
|---|---|
| seluruh jembatan permanen lainnya dimana rute alterative tersedia, tidak termasuk jembatan yang direncanakan untuk pembebanan lalu lintas yang dikurangi |
1,0
|
| Jembatan sementara dan jembatan yang direncanakan untuk pembebanan lalu lintas yang dikurangi |
0,8
|
Tabel Faktor tipe bangunan Sumber: RSNI
T-02-2005 7.7.3
| Tipe jembatan Jembatan dengan daerah sendi beton bertulang atau baja Jembatan dengan daerah sendi beton prategang | Jembatan Dengan Daerah Sendi Beton Bertulang Atau Baja | Jembatan Dengan Daerah Sendi Beton Prategang | |
|---|---|---|---|
| Prategang Parsial | Prategang Penuh | ||
| Tipe A | 1,0 F | 1,15 F | 1,3 F |
| Tipe B | 1,0 F | 1,15 | 1,3 F |
| Tipe C | 3,0 | 3,0 | 3,0 |
a) Tekanan Tanah Lateral/Dinamis Akibat
Gempa
Gaya
gempa arah lateral akibat tekanan tanah (tekanan tanah dinamis) dihitung
denggan menggunakan faktor harga dari sifat bahan), koefesien geser dasar C,
faktor kepentingan I terdapat dalam tabel. Faktor tipe struktur untuk
kepentingan Kh harus diambil sama dengan 1,0. Pengaruh dari percepatan tanah
arah vertikal bisa diabaikan.
Tabel Koefesien Geser Dasar (C) Sumber:
RSNI T-02-2005 7.7.3
Daerah Gempa (1) |
Koefesien Geser Dasar (C) | ||
|---|---|---|---|
| Tanah Teguh (2) | Tanah Sedang (3) | Tanah Lunak (4) | |
| 1 | 0,20 | 0,23 | 0,23 |
| 2 | 0,17 | 0,21 | 0,21 |
| 3 | 0,14 | 0,18 | 0,18 |
| 4 | 0,10 | 0,15 | 0,15 |
| 5 | 0,07 | 0,12 | 0,12 |
| 6 | 0,06 | 0,06 | 0,07 |
Pengaruh
Umur Rencana
Faktor
beban untuk keadaan batas ultimit didasarkan kepada umur rencana jembatan 50
tahun. Untuk jembatan dengan umur rencana yang berbeda, faktor beban ultimit
harus diubah dengan menggunakan faktor pengali seperti yang diberikan pada
tabel.
Tabel Pengaruh umur rencana pada faktor
beban ultimit Sumber: RSNI T-02-2005 9.2.
| Jangka Waktu | Umur Rencana | Faktor Beban | |
|---|---|---|---|
| Aksi Tetap | Aksi Transien | ||
| Jembatan sementara | 20 tahun | 1.0 | 0.87 |
| Jembatan biasa | 50 tahun | 1.0 | 1.0 |
| Jembatan khusus | 100 tahun | 1.0 | 1.10 |
Dengan adanya tulisan ini diharap pembaca
dapat mengetahui apa saja macam–macam beban yang terjadi pada jembatan serta
memahami beban yang bekerja dengan rumus–rumus yang digunakan sehingga dengan
mudah dalam mengerjakan baik untuk referensi pendidikan maupun prktek
dilapangan.
0 Response to "Pembebanan Jembatan"
Post a Comment