Belajar Bareng Tentang Jembatan

A. 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.

Dalam perencanaan konstruksi jembatan dikenal dua bagian yang merupakan satu kesatuan yang utuh yakni :

1. Bangunan Bawah ( Sub Struktur )

2. Bangunan Atas ( Super Struktur )

Bangunan atas terdiri dari lantai kendaraan, trotoar, tiang-tiang sandaran dan gelagar.

Bangunan bawah terdiri dari pondasi, abutmen, pilar jembatan dan lain-lain.

B. Syarat 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 :

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

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

3. 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.

C. Peraturan 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

D. Bagian-Bagian Jembatan

E. Bentuk-Bentuk Jembatan

1. Jembatan Sederhana

Pengertian jembatan sederhana adalah ditinjau dari segi konstruksi yang mudah dan sederhana, atau dapat diterjemahkan struktur terbuat dari bahan kayu yang sifatnya darurat atau tetap, dan dapat dikerjakan/dibangun tanpa peralatan modern canggih. Sesederhana apapun struktur dalam perencanaan atau pembuatannya perlu memperhatikan dan mempertimbangkan ilmu gaya (mekanika), beban yang bekerja, kelas jembatan, peraturan teknis dan syarat-syarat kualitas (cheking) Di masa lampau untuk menghubungkan sungai cukup dengan menggunakan bambu, atau kayu gelondongan. Bila dibanding dengan bahan lain seperti baja, beton atau lainnya, bahan kayu merupakan bahan yang potensial dan telah cukup lama dikenal oleh manusia. Pada saat bahan baja dan beton digunakan untuk bahan jembatan, bahan kayu masih memegang fungsi sebagai lantai kendaraan.

2. Jembatan Gelagar Baja

Baja mempunyai kekuatan, daktilitas, dan kekerasan yang lebih tinggi dibanding bahan lain seperti beton atau kayu, sehingga menjadikannya bahan yang penting untuk struktur jembatan. Pada baja konvensional, terdapat beberapa tipe kualitas baja (high-performance steel/HPS) yang dikembangkan untuk diaplikasikan pada jembatan. HPS mempunyai keseimbangan yang optimal seperti kekuatan, kemampuan di las, kekerasan, daktilitas, ketahanan korosi dan ketahanan bentuk, untuk tampilan maksimum struktur jembatan dengan mempertahankan biaya yang efektif. Perbedaan utama dengan baja konvensional terletak pada peningkatan kemampuan di las dan kekerasan. Aspek yang lain seperti ketahan korosi dan daktilitas, sama. Jembatan gelagar merupakan struktur yang sederhana dan umum digunakan. Terdiri dari slab lantai (floor slab), gelagar (girder), dan penahan (bearing), yang akan mendukung dan menyalurkan beban gravitasi ke sub struktur. Gelagar menahan momen lendut dan gaya geser dengan menggunakan jarak bentang yang pendek. Gelagar baja dibedakan menjadi plat dan gelagar kotak. Gambar 9.6. menunjukkan komposisi struktur plat dan gelagar jembatan serta bagian penyaluran beban.

3. Jembatan Gelagar Komposit

Apabila dua buah balok bersusun secara sederhana (tiered beam) seperti yang terlihat pada Gambar 9.10.a, mereka bekerja secara terpisah dan beban geser tergantung pada kekakuan lenturnya. Pada kasus tersebut, gelincir terjadi di sepanjang batas balok. Tetapi jika kedua balok dihubungkan dan gelincir ditahan seperti pada Gambar 9.10.b, mereka bekerja sebagai satu kesatuan gelagar komposit. Untuk jembatan gelagar datar komposit, gelagar baja dan slab beton dihubungkan dengan sambungan geser. Dengan cara ini, slab beton akan menyatu dengan gelagar dan menjadi komponen tekan dari momen lendutan pada saat gelagar datar baja mendapat gaya tarik. Gelagar komposit lebih efektif dibandingkan dengan gelagar bertingkat sederhana. Gambar 9.11. menunjukkan perbedaan antara balok tier dan balok komposit. Penampang keduanya sama dan mendapat pembebanan terpusat pada tengahnya. Momen inersia balok komposit 4 kali lebih besar daripada balok tier, sehingga defleksi yang terjadi hanya ¼ nya. Tekanan lendut maksimum di permukaan (atas atau bawah) hanya ½ dari konfigurasi balok tier.

4. Jembatan beton bertulang

Gambar berikut menunjukkan jenis bagian beton bertulang yang biasa digunakan pada superstruktur jembatan jalan raya.

5. Jembatan Beton Prestress / pratekan

Beton pratekan dengan bahan berkekuatan tinggi merupakan alternatif menarik untuk jembatan bentang panjang. Bahan ini dipergunakan secara luas pada struktur jembatan sejak tahun 1950-an.

6. Jembatan jaringan baja bergelombang / corrugated stell web bridge

Jembatan jaringan baja bergelombang digunakan dalam beton pratekan untuk mengurangi berat dan meningkatkan panjang bentang. Jaringan bergelombang mempunyai kelebihan tidak mengurangi kekuatan axial dengan efek akordion, sehingga kekuatan pratekan di dalam beton menjadi lebih efektif. Sebagai contoh dapat dilihat pada Gambar berikut.

7. Jembatan Rangka Batang (Truss Bridge)

Struktur jembatan rangka batang ditunjukkan pada Gambar 9.25. yang menunjukkan jembatan dengan geladak yang berada pada level terendah dari penghubung antar bagiannya. Slab menahan beban hidup didukung oleh sistem balok lantai dan balok silang. Beban disalurkan kerangka batang utama pada titik sambungan pada setiap sisi jembatan, hingga pada sistem lantai dan akhirnya pada penahan. Penguat lateral, yang juga berbentuk rangka batang, mengkaitkan bagian atas dan bawah penghubung untuk menahan kekuatan horisontal seperti angin dan beban gempa seperti momen torsi/puntir. Rangka portal pada pintu masuk merupakan transisi kekuatan horisontal dari bagian atas ke bagian substruktur. Jembatan rangka batang dapat mengambil bentuk geladak jembatan yang melintasi jembatan. Pada contoh ini, slab beton menjulang ke atas, dan pengikat/penahan goyangan diletakkan di antara elemen vertikal dari dua rangka utama untuk menahan stabilitas lateral. Rangka baja terdiri atas bagian atas dan bagian rendah yang dihubungkan oleh elemen diagonal dan vertikal (elemen web). Rangka tersebut akan bertindak sesuai dengan gaya balok di atas dan bawah rangkaian seperti sayap dan pengikat diagonal akan bertindak yang sama sebagai plat web. Rangkaian terutama akan menahan momen tekuk sedangkan elemen web akan menahan gaya geser. Rangka batang merupakan rangkaian batang-batang, juga bukan merupakan plat atau lembaran, sehingga merupakan alternatif termudah untuk didirikan di lokasi dan sering digunakan untuk jembatan yang panjang

Beban-Beban Yang Bekerja Pada Jembatan

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:

Gambar 2.2 ketentuan penggunaan beban “D”

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

Gambar 2.3 beban “T” bekerja pada lantai kendaraan

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

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.

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”

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

Bima Candra Nugroho