analisis metode perbaikan jembatan akibat ...perpusft.unram.ac.id/repository/artikel.pdfperbaikan...
TRANSCRIPT
ANALISIS METODE PERBAIKAN JEMBATAN AKIBAT GEMPA
(Studi Kasus Jembatan Beburung 2 Lombok Timur)
Analysis Of Bridge Repair Methode Due To Lombok Earthquake 2018
(Case Study Of Beburung Bridge, East Lombok)
Artikel Ilmiah
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
Mencapai derajat Sarjana S – 1 Jurusan Teknik Sipil
Oleh
ENDRA PIQRIAWAN SAPUTRA
F1A014045
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MATARAM
2020
ANALISIS METODE PERBAIKAN JEMBATAN AKIBAT GEMPA
(Studi Kasus Jembatan Beburung 2 Lombok Timur)
Endra Piqriawan Saputra1, Hariyadi
2, I Nyoman Merdane
2
1 Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Matram
2Dosen Jrusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Matram
ABSTRAK
Bencana alam merupakan salah satu faktor yang dapat menimbulkan kerusakan pada struktur-struktur
bangunan. Pulau Lombok telah mengalami bencana alam yaitu gempa bumi yang mengakibatkan kerusakan
pada bangunan-bangunan publik, serta prasarana trasportasi seperti jembatan. .
Jembatan biburung II ini mengalami kerusakan akibat dari bencana alam yaitu gempa sehingga
mengakibatkan jembatan ini mengalami pergeseran di lantai kendarannya sejauh ±15 cm serta pada terjadi
kerusakan pada elastomer atau bantalan karet dari jembatan tersebut . jembatan ini akan di perbaiki dengan
metode pengangkatan dan penggeseran yang dimana lantai kendaran di geser ketempat semula selagi di angkat
di lakukan perbaikan pada elastomer atau bantalan karet serta yang mengalami kerusakna pada bagian bawah
jembatan
Dari perhitungan dan analisis yang telah di lakukan di atas, perhitungan kuat geser nominal (vn)
kurang dari gaya geser batas (Vu) serta akibat beban luar dan kuat tumpu nominal (Rn) kurang dari kuat tumpu
perlu (Pu), sehingga perlu perkuatan pada balok yang dimana tebal balok awalnya yaitu 13 mm dan
penambahan perkuatannya yaitu 12 mm sehingga tebal total dari web rangka yaitu 25 mm, serta untuk
keamanan pada saat pengangkatan dari jacking ditambahkan pelat pengaku yang dimana pelat tersebut
mempunyai lebar sebesar 75 mm dan tebal pengaku sebesar 5 mm.
Kata kunci : Kuat geser nominal (Vn), Kuat tumpu nominal (Rn), Jembatan Beburung II, gempa Lombok
2018, Pengangkatan dan Penggeseran.
I. PENDAHULUAN
Latar belakang
Jembatan adalah suatu struktur konstruksi
yang berfungsi untuk menghubungkan dua
bagian jalan yang terputus oleh adanya
rintangan-rintangan seperti lembah yang dalam,
alur sungai saluran irigasi dan pembuang. hal ini
tentu berpengaruh pada pertumbuhan ekonomi
masyarakat setempat. Dengan pembangunan
jembatan ini, proses mobilisasi masyarakat
menjadi lebih lancar dan aman.
Bencana alam merupakan salah satu faktor
yang dapat menimbulkan kerusakan pada
struktur-struktur bangunan. Pulau Lombok telah
mengalami bencana alam yaitu gempa bumi
yang mengakibatkan kerusakan pada bangunan-
bangunan publik, serta prasarana trasportasi
seperti jembatan. Banyak jambatan yang
mengalami kerusakan baik ringan, sedang,
maupun berat. Dalam keadaan seperti ini perlu
dilakukan evaluasi keamanannya untuk
mengetahui tingkat kerusakannya sehingga dapat
diambil tindakan, apakah perlu untuk diperbaiki,
diperkuat atau harus diganti. Dalam hal ini perlu
diteliti penyebab terjadinya kerusakan sehingga
bisa diketahui cara perbaikan yang tepat. Salah
satu jembatan yang mengalami kerusakan akibat
gempa bumi tersebut adalah jembatan Beburung
II.
Jembatan Beburung II merupakan salah satu
jembatan rangka baja yang terletak pada
Kecamatan Sambelia Kabupaten Lombok Timur,
dengan plat lantai beton bertulang sebagai
struktur atas, dan struktur bawah berupa kepala
jembatan dari beton bertulang dan mempunyai
dua pilar dari beton bertulang. Jembatan
Beburung II mempunyai tiga bentangan dengan
masing-masing bentang panjang 50m. Jembatan
ini berfungsi sebagai penghubung dari daerah
yang satu ke daerah yang lain secara lebih efektif
dan efisien.
Akibat bencana gempa jembatan tersebut
mengalami kerusakan ringan pada abutmen, pilar
dan bantalan karet, serta pergeseran pada balok
ke arah samping sebesar ± 15cm. untuk
memperbaikinya maka jembatan harus digeser
ke posisi semula dengan cara pengangkatan dan
pergeseran. Di sisi lain lalu lintas harus tetap
berjalan selama proses perbaikan berlangsung.
Untuk itu maka data tugas akhir diambil judul “
Analisis Metode Perbaikan Jembatan Akibat
Gempa (Studi Kasus Jembatan Beburung II
Lombok Timur)”
Rumusan Masalah
1. Apa saja tahapan perbikan yang dapat
dilakukan untuk memperbaiki struktur
jembatan Beburung II ?
2. Apakah struktur jembatan aman terhadap
kombinasi beban maksimum pada saat
perbaikan jembatan ?
Batasan Masalah
1. Tidak merencanakan perkerasan dan disain
jalan
2. Tidak melakukan analisa biaya, manejemen
konstruksi
3. Melalukan anlisis pembebanan menurut
SNI 1725-2016 tentang pembebanan untuk
jembatan
4. Penentuan beban gempa menurut SNI
2833-2016 tentang perencanaan jembatan
terhadap beban gempa
Tujuan
1. Mengetahui tahapan perbaikan yang
dilakukan untuk memperbaiki kerusakan
struktur jembatan Beburung II.
2. Mengatahui keamanan struktur jembatan
terhadap kombinasi beban maksimum yang
terjadi pada saat perbaikan.
Manfaat
1. Diharapkan agar dapat memberikan
tambahan pengetahuan bagi pembaca dalam
bidang rekonstruksi jembatan
2. dapat menjadi masukan buat lembaga-
lembaga yang terkait untuk memperbaiki
jembatan Beburung II .
II. METODOLOGI PENELITIAN
Bagan Alur Perencanaan
III. HASIL dan PEMBAHASAN
Eksisting jembatan
Dalam perencanaan ini data yang dipakai
yaitu data skunder karena data di peroleh dari
instansi terkait atau literatur yang berhubungan
dengan penelitian ini. Adapun data yg
ddigunakan dalam perencanaan jembatan ini
yaitu:
1. Lebar jalan = 6 m
2. Lebar trotoar = 0,5 m
3. Kelas jembatan = B
4. Panjang jembatan = 150 m (3 bentangan
@50m)
5. Jenis jembatan = Jembatan rangka Baja
Akibat bencana gempa jembatan tersebut
mengalami kerusakan pada abutmen, pilar dan
bantalan karet, serta pergeseran pada balok kea
rah samping sebesar Untuk itu
memperbaikinya maka jembatan harus di
geser ke posisi semula dengan cara
pengangkatan dan pergeseran.
Gambar 4.1 kerusakan yang terjadi pada
jembatan
Mulai
Pengumpulan data skunder :
1. As-build drawing
2. spesifikasi
Persiapan
Pengumpulan data primer :
1. Pengukuran di lokasi
2. Kerusakan di lokasi
Analisis struktur jembatan
Penetapan metode perbaikan atau perkuatan, dan metode
pelaksanaan perbaikan
Evaluasi keamanan jembatan
Selesai
ai
Resume Momen Dan Gaya Geser Pada Balok
Tabel 4.5 : Resume Momen Dan Gaya Geser
Pada Balok
N
o
Jenis
beban
Simpul
tengah
(KN)
Simpul
pinggir
(KN)
1 Berat
plat +
trotoar
126,25 63,125
2 Mati
tambahan
23,85 11,925
3 Lajur
“D”
124,8 62,4
4 Gaya rem 79,00
5 Angin
struktur
10,8347780
7
5,41738903
7
6 Angin
kendaraa
n
3,75428571
4
1,87714285
7
7 Gempa 10,28784 5,14392
Perhitungan Kapasitas Girder
Data Profil (data SAP2000)
d = 1066 mm
b = 250 mm
= 13 mm
= 13 mm
= 250 mpa
E = 200000 mpa
r = 28 mm
a = 1150 mm
h = 1040 mm
Gambar 4.2 : data profil dari SAP2000
Beban
DL. Joint Reachon = 932,443 KN
LL. joint Reaction = 624,04 KN
= 1196,64 KN.M
= 2149,82 KN
Perhitungan kapasitas geser
a. Kuat geser nominal
80
b. Perhitungan Koefisien tekuk geser, ( )
=
=
= 5,25
= 1,10√
=1,10 √
= 71,288 < 80
c. Kuat geser
=(0,6. . ) , ( = d . )
= 0,6 x 250 x (1040 x 13)
= 2028000 N
= , ( = 0,9)
= 0,9 x 2028000
= 1825,200 kN < 2149,84 kN
4.3.1 Perhitungan kuat tumpu
a. Kuat leleh pelat badan
Dengan ,
jarak beban ke ujung balok = 1066 mm
Tinggi balok = 1066 mm
Sehingga,
= (2,5 K+N) . ) ,
dengan K (tebal rayap ditambar
jari-jari perlihan)
= + r = 13 + 28
= 41 mm
(N, dimensi pelat tumpuan arah
longitudinal) N = 750 mm
= (2,5 x 41 + 750) 250 x 13
= 2770,625 kN
b. Kuat tekuk dukung pada pelat badan
Jarak beban lebih dari d/2( 533 mm)
dari ujung balok
= 0,8.
(
) (
)
√
= 3024,296 kN
c. Kuat tekuk lentur pada badan
Rb =
√
=
√
= 286,803 KN
Ringkasan hasil perhitungan
- kuat leleh badan = 2770,625 kN
- kuat tekuk lentur = 286,803 kN
Nilai Rb diambil dari nilai minimum yaitu
sebesar 286,803 kN
= ( = 0,85 (aksial tekan))
= 0,85 x 286,803
= 243,806 kN < 1813,45 kN
Perhitungan perkuatan
a. Penambahan pelat pada web
(Vu - Vn) = 0,6 fy. Aw
(2149,82 – 1825,2) = 0,6 x 250 x (1040 . tw’)
=
= 2,08 mm ≈ 12 mm
Tebal total web = + = 13 + 12 = 25 mm
b. Perhitungan geser terkoreksi
Vn = 0,6 . fy . h . tw .
= 0,6 x 250 x 1040 x 25 x 0,9
= 3650,400 kN > 2149,82 kN
c. Perhitungan kuat tekuk lentur
=
√
=
√
= 2294,42 kN > 1623,712 kN
Tapi untuk keamanan pada saat jacking perlu di
tambah pengaku.
Perencanaan pengaku
a. Lebar pengaku
> 1/3 b -1/2 tw
> (1/3 x 250) – (1/2 x 25)
> 70,33
= 75 mm
b. Tebal pengaku
≤ 0,56 √
≤ 0,56 √
=
√
≥ 4,74 mm
= 5 mm
c. Kekuatan minimum
Dimana a = 1150 mm
h = 1040 mm
=
= 1,106 < √
> 0,75 . h .
= 0,75 x 1040 x
= 13709280
=
. b .
=
× 75 ×
= 7030400000
Banding moment capacity
a. Check kekompakan struktur
- Web
=
=
= 39
√ =
√
= 106,25 > 39 ( badan kompak )
- Flange
=
= 9,615
√ = 15,811 > 9,615 ( sayap kompak)
b. Momen lentur terhadap sumbu kuat
= (penampang kompak)
= . Zx
= 250 x 6937450,0
= 1734,363 kN.m
= .
= 0,9 x 1734,363
= 1560,927 kN.m
= 1560,927 kN.m > 1196,64 KN.M
Pengangkatan dari Jack
a. Detail luasan ruang kerja
Ketinggian untuk jack Min = 139,7 mm ( tinggi
jack R551002)
Max = 300 – 325 mm (tinggi beton dengan flang
girder)
Jarak tepi pilar ke titik jack = 580 mm
b. Data jack
Tipe jack = R551002
Kapasitas = 100 ton = 981 KN
Jumlah jack dalam suatu titik 2 buah,
kapasitas total = 1962 KN
Tinggi jack = 139,7 mm
Diameter jack =168,275 mm
c. Data beban
DL = 932,443 kN
LL = 624,04 kN
DL + LL = 1556,483 kN
Di dapat dari program Sap 2000 dengan
kombinasi SLS.
d. Batas tegangan beton pada permukaan pilar
dikarenakan luas pembebanan lebih kecil dari
luas yang dibebani maka harus
memperhitungkan luas
= ¼ . JG .
= ¼ x 3,14 x
= 22248,66
= JG .
= JG x
= 1057275
Batas tegangan = Ф x 0,85 x f’c = 0,65 x 0,85
x 29,05 = 16,05 mpa
Data Mutu
Beton f’c = 29,05 mpa
Fy = 295 mpa
Co Ver = 100 mm
(Didapat dari perhitungan pertulangan
primer)
Tegangan Maksimal Tulangan
Menahan kapasitas Jack =
=
T = 586,644 KN
e. Jumlah minimal tulangan yang diperlukan
Ast min =
=
= 2209,58
= ¼ π. = ¼ π = 379,94
n =
=
= 5,8 = 6 tulangan.
Tinjauan Terhadap Beban Gempa
Koefisien geser dasar, C = 0,18
Factor jenis struktur, S = 1
Factor kepentingan, I = 1,2
Gaya lateral akibat gempa, = H x S x I
x Wt = 584,12 KN
Kemungkinan terjadi gempa susulan selama
pelaksanaan dianggap intensitasnya 50% dari
gempa rencana, sehingga gaya lateral movement
restainer, H= 50% x HEQ = 292,06 KN
Dimensi Dan Pembesian Blok Beton
Untuk lateral movement restrainer
digunakan blok beton dengan mutu dn dimensi
sebagai berikut :
Mutu Beton : fc’ = 30 MPa
Modulus Elastik, ( ) = 4700 x √ =
25742,96 MPa
Angka poisson, = 0,2
Modulus geser ( G ) = Ec / ( 2 x (1 +
= 10726,233 MPa
Koefisien mulai panjang beton, ( =
1,E – 0,5/
Mutu Baja :
Untuk baja tulangan
Tegangan leleh baja , fy = 420 MPa
Untuk baja tulangan
Tegangan leleh baja , fy = 280 MPa
Dimensi Blok Beton :
Lebar blok beton b = 400 mm
Tebal blok beton h = 500 mm
Panjang blok beton L = 500 mm
Gambar 4.2 Dimensi Balok Stopper
Tulangan lentur
Gaya lateral rencana, H = 292,06 KN =
292059,00 N
Momen rencana,Mu = H x ¾ x L =
109522125,00 Nmm
Mutu beton ( kuat tekan beton ), fc’ = 30
MPa
Mutu baja BJTS 42, tegangan leleh, fy = 420
MPa
Tebal blok beton ( h ) = 500 mm
Lebar blok beton ( b )= 400 mm
Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, (d’) = 40
mm
Modulus elastis baja, ( Es ) = 200000 MPa
Factor bentuk distribusi tegangan beton,
Pb = (,
) x (
+ fy )) = 0,030
Rmax = 0,75 x Pb x fy x (( 1-
x 0,75 x Pb
) x fy/ (0,85 x fc’)) = 7,770
Factor reduksi kekuatan lentur,
Tebal efektif, d = h – d’ = 460 mm
Momen nominal rencana, Mn = Mu
Factor tahanan momen, Rn = Mn / ( b x
) = 1,62 Rn < Rmax ………(OK)
= 0,85 x fc’ / fy x ( 1- √(1-2 x Rn / ( 0,85 x
Fc’)) = 0,00398
Rasio tulangan minimum,
= 1,4 / fy = 0,00333
Luas tulangan yang diperlukan dipakai
pada hitungan tulangan untuk jack,
Ast min =
=
= 2209,58
Diameter tulangan yang digunakan,
D = 16 mm
Jumlah tulangan yang diperlukan,
N =
= = 4
Digunakan tulangan , 4 D 16
Tulangan Geser
Gaya lateral rencana, H = 292,06 Kn
= 292059,00 N
Momen rencana Vu = H = 292059,00 N
Mutu beton fc’ = 30 MPa
Mutu baja BJTP 28, fy = 280 MPa
Lebar blok beton b = 400 mm
Tinggi efektif blok beton d = 460 mm
Factor reduksi kekuatan geser, = 60 mm
Vc = 1/6 x ( √f’c ) x b x d = 167968 N
=
= 0,6 x 167968
=
=
Digunakan sengkang penampang : 2 D10
Luas tulangan geser sengkang,
Av =
=
x x 2
= 157
Jarak tulangan geser sengkang yang di perlukan
S =
=
= 105,72 mm = 100 mm
Jadi, jarak sengkang yg di gunakan yaitu 100
mm
Gambar 4.3 Detail Balok Stopper
Perencanaan Bantalan Elastomer
Pada perencanaan ini dengan rencanakan
menggunakan pedoman perancangan
bantalan elastomer untuk perletakan
jembatan 2015- metode ASSHTO.
Data perencanaan sebagai berikut :
Reaksi pada abutment
= 1556,48 kN
Perpindahan memanjang jembatan =
100 mm
Lebar girder =
200 mm
Rotasi
= 0,015
Hardness
= 55
Modulus geser (G) =
0,7
Batas tegangan delaminasi = 7
A perlu >
= 222354,7
Dimensi rencana :
Lebar (W) =
620
Panjang (L) =
640
Tebal lapisan (hri) =
18
Tebal lapisan penutup (hcover)
= 4
Jumlah lapisan
= 11
Fy plat
= 240
S =
=
8,747795
Control : 4 < 8,747795 < 12
Cek tegangan izin
σs
= 3,923
bantalan dengan deformasi geser tidak
dikekang
σs ≤ 7 Mpa
3,923 < 7 Mpa (ok)
σs ≤ 1,0 . G . S
3,923 ≤ 6,123
Batalan dengan deformasi geser di kekang
σs ≤ 7,7 Mpa
3,923 < 7,7 Mpa (ok)
σs ≤ 1,1 . G . S
3,923 ≤ 6,736
Cek deformasi geser
Total deformasi rencana ( Δs ) =
100
Deformasi izin = 2
x Δs = 200
Total tebal elastomer (hrt) = 206
Hrt > 2 x Δs ( 206 > 200 ) (ok)
Cek rotasi
σs ≥ 0,5.GS (
)
2
3,923 ≥ 3,519 ( ok )
σs ≥ 0,5.GS (
)
2
3,923 ≥ 3,302268 ( OK )
Cek stabilitas
H < L/3 = 640/3 = 213,333 mm
206 < 213,333
H < W/3 = 620/3 = 206,667
206 < 206,667
Hcover < 0,7 hri = 0,7 × 18 = 12,6
4 < 12,6
Menentukan tebal plat
hs = 0,883
di gunakan Tebal Plat 3 mm
Gambar 4.15 Detail Elastomer
Cara Pengangkatan Jembatan
Penentuan titik stopper
Stopper dibuat pada bagian luar rangka yang
akan di geser. Fungsi dari stopper yaitu pijakan
hydraulic jack untuk menggeser.
Pengangkatan jembatan tahap 1
Pengangkatan dilakukan serempak pada satu sisi
Abuement atau satu sisi pilar. Setelah ruang
cukup dimasukkan SLIDING PLATE diatas
elastomer atau dudukan elastomer. Sliding plate
berfungsi untuk “roda” penggeseran.
Penggeseran sesuai kebutuhan
Setelah slliding plate terpasang maka jembatan
diturunkan sehingga jembatan sekarang
bertumpu pada sliding plate.Pasang jack
horisontal yang bertumpu pada stopper
Perbaikan rumah bearing dan pemasangan
angkur di rumah bearing.
Angkur rumah bearing diganti dengan yang
baru. Caranya bongkar beton dibawah rumah
bearing sampai menemukan tulangan. Angkur
yang lama dilepas dipasng angkur yang baru.
Cor angkur yang baru ini dengan menggunakan
material yang disyaratkan.
Pengangkatan jembatan tahap 2
Setelah penggeseran selesai maka dilaksanakan
pengangkatan tahap 2. Pengangkatan ini juga
dilakukan serempak pada satu sisi Abutment
atau satu sisi pilar. Setelah ruang cukup
elastomer yang lama beserta sliding plate
diambil dan diganti oleh elastomer yang baru.
Penurunan jembatan
Setelah elastomer yang baru terpasang maka
jembatan diturunkan sehingga jembatan
menumpu pada elastomer yang baru.
Gambar 4.4 Perletakan Jack
IV. KESIMPULAN dan SARAN
Kesimpulan
Dari perhitungan atau analisis yang telah di
lakukan di atas maka dapat saya tarik
kesimpulan bahwa, agar dapat di perbaikinya
jembatan dengan metode pengangkata dan
penggeseran seperti yang di jelaskan, perlu
untuk lebih di perhatikan penambahan perkuatan
pada bagian pelat baja yang menjadi tumpuan
dari jack tersebut, agar pada saat proses
pengangkatan di lakukan jembatan tidak
mengalami kerusakan pada bagian rangka baja.
Saran
1. Untuk instansi yang terkait dalam proses
perbaikan jembatan tersebut saya sarankan
agar berhati hati dan teiti saat melakukan
pengangkatan pada lantai jembatan tersebut.
2. semoga tugas akhir ini bermanfaat untuk
kedepannya.
DAFTAR PUSTAKA
Asiyanto.2008.Metode
KonstruksiJembatanRangkaBaja.UI-
Press: Jakarta
Dewobroto, W.2016.Struktur
Baja.Perilaku.AnalisisdanDesain-AISC
2010 Edisi ke-2.
DR.IR.Bambang dan Agus
Setyo.2007.Jembatan.Yogyakarta:
RinekaCipta.
Gunawan, R.1988, Tabel Profil Konstruksi Baja,
Kanisius,Yogyakarta
Supriyadi, B danMuntohar,
B.2007.Jembatan.BetaOffiset:Yogyakarta
.
Stryuk, 1995.Jembatan.PT PrayaPramita:
Jakarta.
Satyarno, I.2003.Analisis
StrukturJembatan.JurusanTeknikSipilFak
ultasTeknik UGM, Yogyakarta
Siswanto.1999.Perencanaan Jembatan Balok
Beton T.Sendawar Kutai Barat
Kalimantan Timur
RSNI T-02-2005, “Standar Pembebanan untuk
Jembatan”, Badan Standarisasi Nasional,
Jakarta, 2005
RSNI.T.03.2005.Perencanaan.Struktur.Baja.
BadanStandarNasional Indonesia.
SNI.1725.2016.Pembebanan
UntukJembatan.BadanStandarNasional
Indonesia.
SNI.2833.2016.Perencanan
JembatanTerhadapBebanGempa.Badanst
andarNasional Indonesia.