More Related Content
Similar to 68-131-1-SM 1 47 21.pdf (20)
Recently uploaded (8)
68-131-1-SM 1 47 21.pdf
- 1. JURNAL TEKNIK SIPIL Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 124 PERENCANAAN JEMBATAN PENYEBERANGAN ORANG DENGAN STRUKTUR BAJA CASTELLATED DAN STRUKTUR BETON PRATEGANG VOIDED SLAB (Studi kasus Kawasan Industri Rembang Pasuruan Jl. Raya Surabaya-Pasuruan Km 50, Raci, Pasuruan) Muhammad Ferdian Ramadianto 1 , Sugeng Riyanto2 , Qomariah3 1 Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Malang 2,3 Dosen Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Malang E-mail: m.ferdian.r@gmail.com Abstract The existing traffic conditions at the gate of Pasuruan Industrial Estate Rembang (PIER) located on Surabaya-Pasuruan Highway KM 50, Desa Raci, Bangil, Pasuruan is classified the National Highway type II class 1. It has an average volume of 286 pedestrian / hour (V) and 5175 vehicle / hour (P), so PV2 value is equal to 7.66 x 109 . It can be a traffic accident-prone area, especially for pedestrians. Therefore, it needs the facility of Pedestrian Cross Bridge of 17.5 m span and 2.5 m wide. That is why, the writer examines the difference between the two structures in terms of cost. This study comprises planning, detailed engineering design, implementation methods, and cost estimate of castellated steel structures and prestressed concrete voided slab structures. The result of study are as follow : the castellated steel main girder WF 700 x 300 x 13 x 24 at IDR 723,247,800.00 and prestressed concrete voided slab with a size of 970 x 875 diameter 340 mm at IDR 496,282,628.00. From these results, it is concluded that construction of of prestressed concrete voided slab structure is cheaper with price difference IDR 226,965,172.00. Keyword : Pedestrian Bridge, Castellated Steel, Prestressed Concrete Voided Slab, Estimate Cost 1. PENDAHULUAN Hasil studi dari Institut Studi Trasportasi (INSTRAN) mendapatkan bahwa 65% kecelakaan lalu lintas berakibat kematian adalah pejalan kaki pada tahun 2010. Klasifikasi Jalan Raya Surabaya-Pasuruan KM 50, Desa Raci, Kecamatan Bangil, Kabupaten Pasuruan ini merupakan klasifikasi Jalan Nasional dengan tipe II kelas 1 yang memiliki kecepatan rencana maksimum 60 Km/jam. Penyusun telah melakukan survei lapangan dengan hasil rata-rata volume kendaraan (P) sebesar 5175 kendaraan/jam, rata-rata volume pejalan kaki (V) sebesar 286 orang/jam, dan nilai PV2 adalah sebesar 7,66 x 109 , sehingga Department of Transport, Road, and Local Transport memberi rekomendasi dalam dokumen Departmental Advice Note TA/10/80 bahwa tipe fasilitas penyeberangan yang cocok adalah jembatan penyeberangan. Hal ini didukung dengan kondisi eksisting menurut Peta Rawan Laka Lantas 2013 milik Satlantas Polres Pasuruan yang menyebutkan bahwa Jalan Raya Surabaya-Pasuruan KM 49-51, Raci, Pasuruan merupakan daerah rawan kecelakaan lalu lintas. Pada umumnya perencanaan struktur konstruksi jembatan penyeberangan orang (JPO) di Indonesia menggunakan konstruksi baja, akan tetapi Standar Nasional Indonesia hanya memiliki panduan untuk konstruksi beton, sehingga dilakukan penelitian mengenai apa perbedaan kedua struktur tersebut dari segi biaya. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Jembatan Beton Prategang Voided Slab Menurut SNI Pd T-02-2004-B, Jembatan Beton Prategang Pratarik (Pretension) Tipe Plat Berongga atau jembatan Voided Slab merupakan struktur beton dimana tegangan-tegangan yang terjadi akibat beban luar sampai pada tingkat yang diinginkan. Beton prategang pretension pada jembatan ini memiliki metode yang sama pada struktur beton prategang pada umumnya dengan tahap-tahap sebagai berikut:
- 2. JURNAL TEKNIK SIPIL Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 125 a. Dilakukan persiapan cetakan untuk beton prategang, b. Tendon baja (strand) terlebih dahulu dilakukan penegangan yang diikat pada tumpuannya dengan pasak baja, c. Pengecoran dilakukan di dalam cetakan, d. Jika beton telah mencapai kekuatan yang diinginkan, maka dilakukan pemotongan pada strand, sehingga beton mengalami tekanan, Transfer prategang ke beton biasanya dilaksanakan dengan dongkrak hidrolik atau dongkrak sekrup yang besar, dimana semua kawat dilepas secara bersamaan setelah beton mencapai kekuatan tekan yang disyaratkan. Dalam ketentuan dimensi gelagar jembatan beton prategang voided slab, SNI 027/T/Bt/1995 telah menetapkan potongan melintang dengan lebar (B) 0.97 m dan tinggi (t) 0.05 panjang bentang (L) pada Gambar 1a, panjang bentang jembatan beton antara 6–8 m pada Gambar 1b, dan tampak depan jembatan pada Gambar 1c. Gambar 1. Penentuan dimensi gelagar jembatan beton prategang voided slab Sumber : Tata Cara Perencanaan Jembatan Penyeberangan Untuk Pejalan Kaki di perkotaan 027/T/BT/1995 2.2. Jembatan Baja Castellated Balok Kastella (castellated beam) adalah balok yang dipakai untuk konstruksi jembatan bentang panjang (lebih dari 8 meter), yang berupa 2 profil baja yang disatukan menjadi 1 untuk mendapatkan tinggi profil yang sesuai. Balok kastella disebut juga honey comb beam, karena bentuk lubang segi enamnya yang menyerupai sarang lebah (honey comb). Besarnya sudut kemiringn θ antara 45' sampai 70', sedangkan yang sering dipakai di lapangan adalah 45' dan 60'. Sudut θ ditentukan dengan memperhitungkan tegangan geser yang terjadi pada bagian garis netral badan sehingga tidak melebihi tegangan ijinnya. Proses membuat profil WF biasa menjadi WF castellated harus diperhatikan saat pemotongan profil WF biasa (Gambar 2a), kemudian dilakukan penyambungan lagi dengan pengelasan untuk menjadi profil WF castellated (Gambar 2b). Gambar 2. Proses pembuatan profil baja castellated Sumber : Louis F.G (Load and Resistance Factor Design of Steel Structure) Dalam aplikasinya, sistem baja castellated memiliki kelemahan yaitu gaya lintang yang diperbolehkan lebih kecil, sehingga sangat cocok untuk bentang panjang dengan beban kecil. bagian yang dipotong bawah atas dilas atas bawah a b c a. Profil WF Biasa b) Profil WF Castellated
- 3. JURNAL TEKNIK SIPIL Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 126 2.3. Data Perencanaan Data perencanaan yang disusun dalam Perencanaan Perencanaan Detail Jembatan Penyeberangan Orang di Area Gerbang Kawasan Industri Rembang Pasuruan (PIER) yang berlokasi di Jl. Raya Surabaya-Pasuruan KM 50, Raci, Pasuruan. Direktorat Jenderal Bina Marga telah mengatur dan menentukan Spesifikasi Jembatan Penyeberangan Orang dengan mempertimbangkan faktor kenyamanan, keselamatan, keamanan, dan estetika bagi pejalan kaki dalam Tata Cara Perencanaan Jembatan Penyeberangan Untuk Pejalan Kaki di Perkotaan Nomor 027/T/Bt/1995 dan Rancangan Standar Nasional Indonesia (RSNI) T-02-2005. 2.4. Analisa Struktur Atas Jembatan 2.4.1 Jembatan Beton Prategang Voided Slab Kekuatan struktur jembatan voided slab dianalisis dengan kapasitas lentur penampang ditentukan dengan cara Analisis Momen Lentur Serviceabilityyang dihitung tulangan prategang tekan untuk menghitung gaya tekan Analisis tegangan akibat gaya prategang (SNI T-02-2004-B) Tegangan akibat gaya prategang dari strand atas (P1) dan strand bawah (P2) akan membuat gelagar beton mengalami tegangan tekan untuk ikut memikul beban luar yang terjadi seperti pada Gambar 3, dan Persamaan 1 dan Persamaan 2. Gambar 3. Analisis tegangan akibat gaya prategang (1) (2) dimana: fap : Tegangan atas prategang fbp : Tegangan bawah prategang e1 : Jarak dari titik berat ke strand atas e2 : Jarak dari titik berat ke strand bawah P1 : Kekuatan strand atas P2 : Kekuatan strand bawah Ix : Momen inersia penampang y : 0,5 dari tinggi beton prategang Catatan: (+) : Serat berada di daerah tarik, (-) : Serat berada di daerah tekan Analisis tegangan akibat pembebanan (SNI T-02-2004-B) Beban yang terjadi pada gelagar akan mengakibatkan momen ultimate (Mu), sehingga terjadi tegangan tekan pada serat atas (fAU) dan tegangan tarik pada serat bawah gelagar (fBU) seperti pada Gambar 4 serta digunakan Persamaan 3, Persamaan 4, dan Persamaan 5. Gambar 4. Analisa tegangan akibat pembebanan ap bp au bu
- 4. JURNAL TEKNIK SIPIL Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 127 (3) (4) (5) dimana: : Momen ultimate : Momen beban mati : Momen beban hidup : Tegangan atas ultimate : Tegangan bawah ultimate : Kontrol kekuatan serviceability Tegangan keseluruhan yang terjadi akibat gaya prategang dan beban luar diakumulasikan untuk mendapatkan tegangan total, sehingga kontrol kekuatan gelagar dapat dilakukan seperti pada Gambar 5, Persamaan 8 dan Persamaan 9. Gambar 5. Diagram tegangan akibat gaya luar balok tepi Tegangan ijin penampang (6) (7) dimana: : Tegangan ijin serat atas : Tegangan ijin serat bawah Tegangan total akibat gaya luar (8) (9) 2.4.2 Jembatan Baja Castellated Dalam perencanaan jembatan baja castellated dilakukan pemilihan profil baja, analisa statika, kemudian kontrol struktur jembatan. Kontrol struktur jembatan baja castellated meliputi: Kontrol gelagar memanjang (10) (11) dimana: : Momen lapangan jembatan baja (kgm) : Tegangan leleh baja (MPa) : Modulus penampang profil awal (cm3 ) : Sudut tekuk (0 ) : Tinggi profil (mm) : Tebal web (mm) : Elastisitas baja (kg/cm2 ) (12) (13) Kontrol lendutan jembatan (14) ap bp au bu ap+ au bp+ bu
- 5. JURNAL TEKNIK SIPIL Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 128 (15) dimana: : Lendutan ijin (m) : Lendutan yang terjadi (m) : Panjang bentang jembatan (m) : Beban hidup dan beban mati (kg/m) : Momen Inersia (cm4 ) Kontrol penampang profil Pada sayap profil castellated (16) dimana: : Lebar profil WF (mm) : Tebal flange pada profil WF (mm) Pada badan profil castellated (17) dimana: : Tinggi profil (mm) : Tebal webpada profil WF (mm) 2.5. Analisa Struktur Bawah Jembatan 2.5.1 Daya Dukung Tiang Tunggal Dalam perhitungan daya dukung tiang pancang tunggal dari data sondir digunakan rumus sebagai berikut: (18) dimana: : Perlawanan konus (ujung tiang) (kg/cm2 ) : Jumlah hambatan lekat (kg/cm) : Keliling x panjang tiang : Luas penampang ujung tiang 2.5.2 Daya Dukung Tiang Kelompok Dalam perhitungan daya dukung tiang pancang berkelompok digunakan rumus dari Converse Laborre sebagai berikut: (19) (20) dimana: : Jumlah tiang dalam grup : Arc tan D/S : Diameter tiang : Jarak antar sumbu tiang (2,5D - 3D) : Jumlah tiang per baris (lajur x) : Jumlah tiang per kolom (lajur y) 2.5.3 Beban Maksimum Tiang Beban maksimum tiang dihitung dengan rumus sebagai berikut: (21) dimana: : Daya dukung tiang dalam 1 kelompok : Beban maksimum 1 tiang pancang : Jumlah total beban aksial : Banyak tiang dalam 1 kelompok tiang : Momen yang terjadi pada arah x : Momen yang terjadi pada arah y : Absis terjauh terhadap titik berat kelompok tiang : Ordinat terjauh terhadap titik berat kelompok tiang : Jumlah kuadrat absis tiang pancang : Jumlah kuadrat ordinat tiang pancang
- 6. JURNAL TEKNIK SIPIL Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 129 2.6. Rencana Anggaran Biaya Hasil dari pekerjaan yang diurutkan adalah Work Breakdown Structure (WBS), kemudian dihitung volume pekerjaan atau Bill of Quantity (BOQ) dengan melihat shop drawing. Kemudian BOQ dikalikan dengan harga satuan pekerjaan untuk mendapatkan harga paket pekerjaan atau Work Package (WP).Setelah itu, WP dari masing-masing pekerjaan dijumlahkan untuk mendapatkan Rencana Anggaran Biaya. 3. METODOLOGI PELAKSANAAN Penyusunan skripsi ini dilakukan dengan berbagai tahap yang sistematis untuk mendapatkan hasil yang maksimal, sehingga dibuatlah alur kerja metodologi pelaksanaan pada Gambar 6. Gambar 6. Alur Kerja Perencanaan Gambaran umum langkah-langkah perencanaan yang memiliki saling keterkaitan sebagai berikut: a. Dalam data perencanaan dilakukan survei lapangan untuk menentukan desain gambar pra rencana jembatan yang berdasarkan spesifikasi pra prencana jembatan, kemudian di desain pula pembebanan apa saja yang berada pada jembatan, b. Data pembebanan dan gambar pra rencana dimasukkan dalam detail engineering design khususnya pada analisa struktur jembatan. Setelah itu dibuat gambar shop drawing yang mengacu pada hasil analisa struktur jembatan, kemudian dengan panduan Gambar shop drawing dibuatlah rencana kerja syarat sebagai panduan kerja kontraktor di lapangan, c. Dalam engineer’s estimate, gambar shop drawing dan metode pelaksanaan sangat dibutuhkan untuk menghitung volume pekerjaan (Bill of Quantity). Setelah Bill of quantity didapat lalu dikalikan dengan harga satuan pekerjaan untuk menghasilkan Rencana Anggaran Biaya, d. Disaat pehitungan harga satuan pekerjaan (HSP) yang diperoleh dari perkalian harga material dan upah dengan indeks HSP, bisa diketahui selisih biaya total antara Jembatan Beton Prategang Voided slab dan Jembatan Baja Castellated, sehingga dipilih biaya konstruksi termurah untuk dilaksanakan.
- 7. JURNAL TEKNIK SIPIL Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 130 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Analisa Struktur Atas Jembatan 4.1.1 Jembatan Beton Prategang Voided slab Setelah dilakukan perhitungan analisa statika dan kontrol didapatkan penampang gelagar beton prategang voided slab, jumlah strand prategang, dan tulangan geser seperti pada Gambar 8. Gambar 8. Penampang gelagar beton Gelagar jembatan beton prategang voided slab harus dikontrol dari segi keamanan struktur pada Tabel 1. Tabel 1. Kontrol gelagar jembatan beton prategang voided slab 4.1.2 Jembatan Baja Castellated Setelah dilakukan perhitungan analisa statika dan kontrol, didapatkan profil WF 700 x 300 yang telah dimodifikasi menjadi profil WF 1050 x 300 seperti pada Gambar 9. Gambar 9. Gelagar baja castellated Gelagar jembatan baja castellated harus dikontrol dari segi keamanan analisa struktur seperti pada Tabel 2. Tegangan Serat Atas Tegangan Serat Bawah (kg/cm 2 ) (kg/cm 2 ) 1 Tegangan gaya prategang 12,47 - 106,73 2 Tegangan beban ultimate - 99,32 99,32 3 Tegangan total (+) 86,85 7,41 4 Tegangan ijin 157,52 9,35 5 Kontrol Tegangan Dapat diterima Dapat diterima Ket : (+) = Tegangan tekan dibuat positif untuk bisa dikontrol Analisa Struktur No.
- 8. JURNAL TEKNIK SIPIL Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 131 Tabel 2. Kontrol gelagar jembatan baja castellated 4.1.2 Tangga Jembatan Perhitungan struktur tangga jembatan penyeberangan orang struktur beton prategang voided slab dan struktur baja castellated menghasilkan dimensi beton atau profil baja tangga pada Tabel 3. Tabel 3. Tangga jembatan Struktur tangga jembatan beton menggunakan metode cross karena gaya dari plat tangga atau bordes dilanjutkan ke balok terlebih dahulu sebelum ke kolom, sehingga seperti pembalokan. Pada jembatan baja, gaya dari plat tangga atau bordes langsung dilanjutkan ke kolom seperti sebuah portal, dank arena pembebanan pada portal tidak simetris, maka portal dapat dipastikan bergoyang. 4.2. Analisa Struktur Bawah Jembatan Dari perhitungan analisis yang telah dilakukan didapatkan daya dukung tanah, daya dukung kelompok tiang, dan beban maksimum tiang seperti pada Tabel 4. No. Keterangan Jembatan Beton Jembatan Baja 1 Model Struktur Pembalokan Portal Bergoyang 2 Metode Cross Balok Cross Portal Bergoyang 3 Dimensi - Tangga Plat Tebal 12 cm WF 350 x 175 - Balok Bordes 20 x 30 WF 300 x 150 - Kolom 25 x 25 WF 175 x 175
- 9. JURNAL TEKNIK SIPIL Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 132 Tabel 4. Analisis struktur bawah jembatan 5. RENCANA ANGGARAN BIAYA 5.1. Biaya Alat Berat Pada pengerjaan konstruksi jembatan beton prategang voided slab dan jembatan baja castellated digunakan alat berat mobile crane untuk erection gelagar dan hammer pile untuk pemancangan pondasi tiang pancang. Estimasi biaya dan waktu untuk penggunaan alat berat dijelaskan pada Tabel 5. Tabel 5. Estimasi biaya dan waktu alat berat No. Keterangan Jembatan Beton Jembatan Baja 1 Pembebanan - Pu 138,75 ton 46,82 ton - Mu 29,53 ton 41,18 ton 2 Daya dukung tanah (Qijin) - Df = 4,4 m 40,47 ton 27,38 ton - Df = 4,6 m 62,30 ton 41,15 ton 3 Tiang Pancang - Dimensi 25 X 25 20 X 20 - Karakteristik 450 450 - Tulangan utama 4 D 16 4 D 13 - Pijin 50 ton 35 ton Pijin < Qijin Dapat diterima Dapat diterima - Jumlah 8 buah 6 buah 4 Daya dukung kelompok tiang - Ql (grup) 256,39 ton 186,89 ton Ql (grup) > Pu Dapat diterima Dapat diterima 5 Beban maksimum tiang - Pmax 39,34 ton 29,77 ton Pmax < Pijin Dapat diterima Dapat diterima
- 10. JURNAL TEKNIK SIPIL Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 133 5.2. Biaya Konstruksi Biaya konstruksi proyek didapat dari perkalian Bill of Quantity (volume pekerjaan) dengan analisa harga satuan pekerjaan sebagai berikut: Tabel 6. Biaya konstruksi jembatan penyeberangan 6. KESIMPULAN Dari penyusunan skripsi Perencanaan Jembatan Penyeberangan Orang dengan Struktur Baja Castellated dan Struktur Beton Prategang Voided Slab di Area Gerbang Kawasan Industri Rembang Pasuruan (PIER) yang berlokasi di Jl. Raya Surabaya-Pasuruan KM 50, Raci, Pasuruan ini didapat suatu kesimpulan yaitu: 1. Detailed Engineering Design dilakukan dengan perencanaan data struktur, gambar rencana, perhitungan struktur atas dan bawah. Hasil dari Detailed Engineering Design yang telah dilakukan , maka didapat struktur beton prategang voided slab dengan menggunakan gelagar dimensi 87,5 x 97 cm dengan 2 lubang berdiameter 34 cm dan struktur baja castellated dengan menggunakan gelagar WF 700 x 300 yang dimodifikasi menjadi WF 1050 x 300. 2. Aplikasi perencanaan struktur pada jembatan beton prategang voided slab lebih mudah dilakukan karena sedikitnya tahapan dan jenis perhitungan struktur daripada jembatan baja castellated, sedangkan pada penerapan metode pelaksanaan jembatan beton prategang voided slab dan jembatan baja menggunakan metode konvensional, kecuali pada pengerjaan erection menggunakan 2 mobile crane dan pemancangan pile yang menggunakan hammer pile. 3. Dalam penyusunan Engineer Estimate didapatkan biaya konstruksi jembatan beton prategang voided slab sebesar Rp 496.282.628,00 dan biaya konstruksi jembatan baja castellated sebesar Rp._723.247.800,00. 4. Dari hasil rencana anggaran biaya, jembatan beton prategang voided slab lebih murah Rp._226.965.172,00 daripada jembatan baja castellated, sehingga disarankan untuk memilih jembatan beton prategang voided slab dari segi biaya konstruksi. 7. DAFTAR PUSTAKA Badan Standardisasi Nasional. 2005. RSNI T-02-2005. Standar Pembebanan Untuk Jembatan. Bandung: Departemen Pekerjaan Umum. Badan Standardisasi Nasional. 2005. RSNI T-03-2005. Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan. Bandung: Departemen Pekerjaan Umum Badan Standardisasi Nasional. 1995. Tata Cara Perencanaan Jembatan Penyeberangan Untuk Pejalan Kaki di Perkotaan 027/T/Bt/1995. Bandung : Departemen Pekerjaan Umum. Direktorat Jenderal Bina Marga. 1980. Standar Konstruksi Jembatan Type Pretensioned Precast Concrete Voided Slab.Jakarta : Departemen Pekerjaan Umum. Badan Standardisasi Nasional.2004. Perkuatan Eksternal pada Jembatan Beton Prategang Voided SlabSNI Pd-T-02-2004-B.Bandung : Departemen Pekerjaan Umum. Aponno, Gerard. 2012. Laporan Penyelidikan Tanah Proyek Gedung Serbaguna Al Hambra Jalan Hiu, Bangil, Pasuruan. Malang : Laboratorium Mekanika Tanah Politeknik Negeri Malang. No Pekerjaan Jembatan Beton Jembatan Baja A. Pekerjaan Persiapan 56,291,505.72 Rp 56,291,505.72 Rp B. Pekerjaan Tanah 2,406,589.41 Rp 2,918,556.35 Rp C. Pekerjaan Pembetonan 72,958,579.32 Rp 12,842,930.81 Rp D Pekerjaan Pembesian 95,218,965.77 Rp 495,517,777.69 Rp E. Pekerjaan kayu 111,713,581.37 Rp 11,302,572.89 Rp F. Pekerjaan Finishing 14,304,832.96 Rp 3,632,550.29 Rp G. Pekerjaan lain - lain 143,388,573.67 Rp 140,741,906.67 Rp 496,282,628.21 Rp 723,247,800.42 Rp Total Biaya