bab ii kp risgiyanto.docx
TRANSCRIPT
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Jembatan
Secara umum, jembatan adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk
menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan
seperti danau, lembah, jurang, saluran irigasi, jalan kereta api dan semacamnya
(Ariestadi, 2008 : 429). Konstruksi ini dapat dilalui oleh pejalan kaki, kendaraan
bermesin maupun tradisional, dan kereta api. Mengingat fungsi dari jembatan
yaitu sebagai penghubung dua ruas jalan yang dilalui rintangan, maka jembatan
dapat dikatakan merupakan bagian dari suatu jalan, baik jalan raya atau jalan
kereta api.
Jembatan merupakan suatu bangunan yang dibuat untuk melintasi
rintangan baik yang terjadi di alam maupun buatan manusia. Jembatan dapat
dikelompokkan menjadi beberapa jenis, yaitu:
a. Menurut penggunaan, yaitu: jembatan jalan raya, jembatan kereta api,
jembatan pipa, jembatan air, jembatan kanal dan jembatan militer.
b. Menurut bahan jembatan, yaitu: jembatan kayu, jembatan batu, jembatan
beton, dan jembatan baja.
c. Menurut posisi jalan, yaitu: jembatan lantai, jembatan dua lantai, jembatan
langsung, jembatan setengah langsung rangka kaku, jembatan gantung,dan
5
jembatan tahanan kabel.
d. Menurut bentuk dan ciri–cirinya, yaitu: jembatan balok, jembatan rangka
dan jembatan lengkung.
e. Menurut kedudukan bidang datar, yaitu: jembatan miring, jembatan lurus,
dan jembatan lengkung.
f. Menurut lokasi jembatan, yaitu: jembatan yang melintasi sungai, jembatan
yang melintasi viaduk, jembatan yang melintasi jalan raya, dan jembatan
yang melintasi jalan kereta api.
g. Menurut sistem strukturnya, yaitu: jembatan sistem sederhana dan
jembatan sistem menerus.
h. Menurut kelas jembatan, kelas jembatan jalan raya dibagi menjadi dua
kelas,
yaitu: kelas A dan kelas B
2.2 Jembatan Gelagar Beton Bertulang
Jembatan gelagar beton bertulang adalah suatu bangunan buatan manusia
dimana bangunan atas terbuat dari beton bertulang yang berfungsi untuk
menghubungkan jalur transportasi yang dilalui oleh beban lalu lintas.
2.2.1 Komponen Jembatan Gelagar Beton Bertulang
Secara umum, komponen jembatan dibagi menjadi dua komponen utama,
yaitu bangunan atas dan bangunan bawah. Tiap-tiap komponen utama disusun
oleh beberapa komponen yang terintegrasi menjadi suatu kesatuan sistem. Tiap-
tiap komponen memiliki fungsi yang spesifik dalam mendukung fungsi jembatan
6
secara keseluruhan.
2.2.1.1 Bangunan Atas
Bangunan atas merupakan komponen utama yang menerima langsung beban
lalu lintas. Bangunan atas terdiri dari semua komponen suatu jembatan yang
terletak diatas dukungan abutmen dan pilar.
Komponen-komponen bangunan atas, yaitu:
1) Plat Lantai
Plat lantai merupakan komponen jembatan yang memiliki fungsi
utama untuk mendistribusikan beban sepanjang potongan melintang
jembatan. Plat lantai merupakan bagian yang menyatu dengan sistem
struktur yang lain, yang didesain untuk mendistribusikan beban-beban
sepanjang bentang jembatan.
2) Gelagar Induk
Gelagar induk merupakan komponen utama yang berfungsi untuk
mendistribusikan beban-beban secara longitudinal dan biasanya didesain
untuk menahan lendutan. Gelagar induk identik dengan penamaan dari
tipe bangunan atas jembatan, misal gelagar tipe balok disebut dengan
istilah girder, gelagar tipe rangka disebut dengan istilah truss, dan
sebagainya.
7
3) Gelagar Sekunder
Gelagar sekunder terdiri dari gelagar melintang dan memanjang.
Gelagar melintang merupakan pengikat antar gelagar induk yang
didesain untuk menahan deformasi melintang dari rangka struktur atas
dan membantu pendistribusian bagian dari beban vertikal antara gelagar
induk. Gelagar memanjang pada jembatan merupakan pengikat antara
gelagar melintang dan bantalan.
4) Perletakan
Perletakan merupakan komponen jembatan yang berfungsi untuk
mendistribusikan beban bangunan atas ke bangunan bawah. Perletakan
jembatan dibedakan atas perletakan tetap dan perletakan gerak.
Perletakan gerak berfungsi memfasilitasi gerakan rotasi dan translasi
longitudinal. Perletakan tetap berfungsi hanya memfasilitasi gerakan
rotasi.
5) Sambungan Siar Muai
Sambungan siar muai merupakan komponen jembatan yang
berfungsi untuk menyambungkan bangunan atas dengan bagian ujung
atas abutmen atau pilar. Selain itu, berfungsi untuk menahan pergerakan
horizontal atau rotasi yang ditimbulkan oleh bangunan atas.
2.2.1.2 Bangunan Bawah
Bangunan bawah merupakan bagian struktur jembatan yang langsung
berdiri di atas tanah dan menyangga bangunan atas jembatan. Bangunan bawah
berfungsi untuk mendistribusikan beban dari atas ke pondasi. Bangunan bawah
8
terletak di antara dua kepala jembatan yang disebut pilar. Pilar digunakan jika
bentang jembatan terlalu panjang atau bentang lebih dari satu, yang berfungsi
untuk mendistribusikan beban bangunan atas. Bangunan bawah meliputi
komponen-komponen yang mendukung bangunan atas.
Komponen-komponen bangunan bawah, yaitu:
1) Abutmen
Abutmen merupakan struktur penahan tanah yang mendukung
bangunan atas pada bagian ujung-ujung suatu jembatan. Abutmen
berfungsi untuk menahan gaya longitudinal dari tanah di bagian bawah
ruas jalan yang melintas. Abutmen dapat didesain dalam berbagai
ukuran dan bentuk.
2) Pilar
Pilar merupakan struktur yang mendukung bangunan atas pada
pertengahan antara dua abutmen. Pilar digunakan jika bentang jembatan
terlalu panjang atau bentang lebih dari satu. Seperti halnya abutmen,
pilar juga dapat didesain dalam berbagai ukuran dan bentuk. Desain
pilar perlu memperhatikan aspek estetika karena sangat mempengaruhi
keindahan tampak jembatan.
9
3) Pedestals
Pedestals merupakan kolom pendek yang berada di atas abutmen
atau pilar yang secara langsung menopang gelagar utama struktur atas.
4) Backwall
Backwall merupakan komponen utama dari suatu abutmen yang
berfungsi sebagai struktur penahan (tanah) pada tiap-tiap jalan
pendekat.
5) Wingwall
Wingwall merupakan suatu dinding samping pada dinding
belakang abutmen atau stem yang didesain untuk membantu atau
menahan keutuhan atau stabilitas tanah di belakang abutmen. Pada
beberapa struktur, wingwall didesain cenderung secara konservatif,
yang mengakibatkan dinding lebih besar pada beberapa jembatan.
6) Piles
Jika lapisan tanah yang berada di bawah footing tak dapat
memberikan dukungan yang cukup terhadap bangunan bawah (dalam
hal bearings capacity, stabilitas keseluruhan, atau penurunan). Maka
perlunya penggunaan piles footing, yang merupakan penambahan
kedalaman dari footing hingga kedalaman yang memadai. Piles
memiliki banyak variasi bentuk dan ukuran.
10
Selain bangunan atas dan bangunan bawah, jembatan juga memiliki
bangunan pelengkap, seperti:
a) Lapisan Permukaan/ Perkerasan
Lapisan permukaan/ perkerasan memiliki fungsi untuk menahan
kontak terhadap kendaraan yang melintasi jembatan. Lapisan
permukaan/ perkerasan adalah lapisan yang terpisah dengan struktur
jembatan dimana terbuat dari material aspal dengan ketebalan 51-102
mm.
b) Perlengkapan
Perlengkapan adalah suatu bagian dari jembatan yang bukan
komponen yang penting tetapi melayani beberapa kepentingan terhadap
fungsI struktur secara menyeluruh. Adapun perlengkapan jembatan
yang berpengaruh terhadap fungsi jembatan, antara lain:
1. Perlindungan lereng dan timbunan
Merupakan lereng yang meruncing mulai dari abutmen sampai
timbunan yang dibungkus dengan material baik batuan kering
maupun blok perkerasan. Perlindungan lereng dan timbunan
memiliki estetika yang indah dan memiliki pengendalian erosi
yang memadai.
2. Underdrain
Underdrain adalah suatu sistem drainase yang terbuat dari pipa
11
yang diperporasi dimana mampu mengalihkan aliran air
permukaan dari struktur ke saluran-saluran drainase yang
tersedia. Underdrain memiliki fungsi untuk menyediakan
drainase yang memadai bagi komponen-komponen bangunan
bawah.
3. Approach
Merupakan bagian dari jalan yang mendekati dan menjauhi
abutmen. Menurut AASHTO, approach adalah penggabungan
lebar jalur jalan dengan bahu jalan. Ukuran approach sama
dengan lebar jalur jalan pada jembatan atau penyempitan dari
ruas jalan standar (disesuaikan dengan lebar jalur jalan pada
jembatan).
4. Traffic Barriers
Traffic barriers berfungsi untuk mengurangi terjadinya
kecelakaan ketika suatu kendaraan meninggalkan jalan. Traffic
barriers terbuat dari beton bertulang berupa parapets ataupun
terbuat dari baja berupa rel pengaman.
2.3 Tipe Jembatan
Tipe jembatan berdasarkan Bridge Management System 1992
diidentifikasi menurut tipe bangunan atas, bahan dan asal bangunan atas. Secara
lebih detail dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
TBA(Tipe Bangunan Atas)
Bahan ABA(Asal Bahan Bangunan)
F Ferry J Alumunium U United Kigdom(Calender Hamilton)
G Gelagar K Kayu W Bailley/ Acrow
M Gelagar komposit M Pasangan batu H Adhi Karya
O Gelagar boks S Pasangan bata J Jepang
U Gelagar tipe U O Tanah biasa/ lempung/ timbunan P PPI
L Balok pelengkung R Kerikil/ pasir Y Wijaya Karya
N Rangka semi permanen X Bahan asli X Tidak ada struktur
R Rangka V PVC M Amarta Karya
S Rangka sementara N Geotextile L Lain-lain
K Lintasan kereta api W Macadam
W Lintasan basah H Pasangan batu kosong
X Lain-lain L Lain-lain
TBA(Tipe Bangunan Atas)
Bahan ABA(Asal Bahan Bangunan)
A Gorong-gorong pelengkung A Aspal A Australia
B Gorong-gorong persegi B Baja B Belanda (baru)
Y Gorong-gorong pipa U Lantai baja gelombang C Karunia Berca
IndonesiaC Kabel Y Pipa baja diisi beton D Belanda (lama)
T Gantung D Beton tak bertulang E Spanyol/ Wika
D Flat slab P Beton prategang G Cigading
H Pile slab T Beton bertulang I Indonesia
P Pelat E Neoprene/ karet K Bukaka
V Voided slab F Teflon R Austria
E Pelengkung G Bronjong dan sejenisnya T Transbakrie
12
Tabel II.1 Identifikasi Tipe Jembatan berdasarkan Bridge Managemant System
1992
Tabel II.1 (lanjutan) Identifikasi Tipe Jembatan berdasarkan Bridge Managemant
System 1992
13
2.4 Jenis – Jenis Jembatan
Jenis jembatan sendiri dapat dibedakan berdasarkan fungsi, lokasi, bahan
konstruksi, dan tipe strukturnya
Berdasarkan fungsinya , jembatan dapat dibedakan sebagai berikut :
1. Jembatan Jalan Raya (Hightway Bridge)
2. Jembatan Kereta Api (Rainway Bridge)
3. Jembatan Pejalan Kaki atau Penyeberangan (Pedestrian Bridge)
Berdasarkan lokasinya , jenis jembatan dapat dibedakan sebagai berikut :
1. Jembatan diatas sungai atau danau
2. Jembatan diatas lembah
3. Jembatan diatas saluran irigasi atau drainase (Culvert)
4. Jembatan diatas jalan yang sudah ada (Flyover)
5. Jembatan di dermaga (Jetty)
Sedangkan berdasarkan bahan konstruksinya, jembatan dapat dibedakan
sebagai berikut:
1. Jembatan Kayu ( Log Bridge )
2. Jembatan Beton ( Concrete Bridge )
3. Jembatan Beton Prategang ( Prestressed Concrete Bridge )
4. Jembatan Baja (Steel Bridge )
5. Jembatan Komposit ( Composite Bridge )
14
Dan berdasarkan tipe strukturnya, jembatan dapat dibedakan menjadi
beberapa macam, antara lain :
1. Jembatan Plat (Slab Bridge )
2. Jembatan Plat Berongga ( Voidedslab Bridge )
3. Jembatan Gelagar ( Girder Bridge )
4. Jembatan Rangka ( Truss Bridge )
5. Jembatan Pelengkung ( Arch Bridge )
6. Jembatan Kabel Gantung ( Suspension Bridge )
7. Jembatan Kabel Cancan ( Cable Stayed Bridge )
8. Jembatan Penyangga ( Cantilever Bridge )
2.5 Usia Jembatan
Pada jembatan, usia dibedakan menjadi dua macam yaitu usia fungsional
dan usia struktural.
2.5.1 Usia Fungsional
Usia fungsional jembatan berhubungan dengan volume lalu lintas pada
kecepatan rata-rata yang melalui jembatan. Hal ini berhubungan dengan jumlah
lajur atau lebar lantai jembatan. Jembatan sudah mendekati usia fungsionalnya
jika volume lalu lintas yang melalui jembatan mulai dibatasi.
Jika besar volume lalu lintas yang melewati jembatan pada selang waktu
yang sempit, maka kecepatan kendaraan akan berkurang, akhirnya akan mencapai
titik jenuh (macet). Hal ini dapat mengakibatkan waktu tempuh dan biaya yang
15
akan diperlukan untuk mencapai suatu tujuan dengan melewati jembatan menjadi
lebih besar daripada melewati rute alternatif. Oleh karena itu, biaya operasional
dan pemeliharaan jembatan lebih besar dari keuntungan ekonomis yang diperoleh.
Maka jembatan telah mencapai kondisi habis usia fungsionalnya.
2.5.2 Usia Struktural
Usia struktural jembatan berhubungan dengan kondisi keamanan dan
pelayanan. Hal tersebut berhubungan juga dengan retak, deformasi dan
sejenisnya. Kondisi ini bergantung terutama pada berbagai kegiatan dan bahan
yang digunakan pada jembatan.
Perubahan pada bahan pembentuk ada dua macam, yaitu yang
berhubungan dengan kekuatan; yang berhubungan dengan dimensi dan geometri.
Kejadian-kejadian yang dapat ditemui, antara lain:
1) Pelapisan permukaan yang berulang yang dapat menambah beban mati
2) Meningkatnya beban gandar akibat berubahnya karakteristik
kendaraan
3) Penurunan pondasi akibat perubahan pada kondisi geologis
2.6 Pembebanan Jembatan
Pembebanan untuk jembatan sangat mempengaruhi kekuatan jembatan
tersebut. Secara umum, pada jembatan terdapat tiga jenis beban ( Ariestadi, 2008 :
447), yaitu :
16
a) Beban Primer, yang terdiri dari :
1) Beban Mati (Muatan Tetap)
Penentuan besarnya beban mati menggunakan nilai berat jenis
untuk bahan jembatan, seperti beton, baja dan lain-lain.
2) Beban Hidup (Muatan Gerak)
Penentuan besarnya beban hidup harus meninjau dua macam
beban, yaitu :
a) Beban ”T” yang merupakan beban terpusat untuk desain
lantai kendaraan. Beban ”T” adalah beban yang berupa
kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda sebesar 10
ton.
b) Beban ”D” yang merupakan beban jalur untuk gelagar. Beban
”D” digunakan untuk perhitungan gelagar-gelagar dimana
terdiri dari beban garis ”P” dan beban terbagi rata ”q”.
- Besarnya beban ”q” ditentukan sebagai berikut :
q = 2,2 t/m, untuk panjang bentang < 30 m
q = 2,2 – 1,1/ 60 x ( L – 30 ) t/m, untuk 30 m<L<60 m
q = 1,1 x ( 1 + 30 / L ) t/m, untuk L > 60 m
17
Dimana:
L = panjang bentang, satuan meter.
- Besarnya beban ”P” adalah 12 ton
3) Gaya Akibat Tekanan Tanah
Bagian bangunan jembatan yang direncanakan untuk menahan
tanah (misal dinding penahan tanah, pilar, dan lain-lain).
b) Beban Sekunder, yang terdiri dari :
1) Tekanan Angin
2) Gaya Rem
3) Gaya Gempa
4) Gaya Akibat Rangkak
5) Gaya Akibat Perubahan Suhu
6) Gaya Gesekan Pada Tumpuan Bergerak
c) Beban Khusus, yang terdiri dari :
1) Gaya-gaya yang menjauhi titik pusat (sentrifugal)
2) Gaya aliran air
18
2.6.1 Beban Lalu Lintas
Beban lalu lintas yang digunakan untuk perencanaan suatu jembatan terdiri
dari beban lajur ”T” dan beban truk ”D”. Beban truk ”T” merupakan satu
kendaraan berat yang terdiri dari 3 as dimana ditempatkan pada beberapa posisi
dalam lajur lalu lintas rencana. Setiap as terdiri atas dua bidang kontak
pembebanan yang merupakan simulasi pengaruh roda kendaraan berat, dimana
hanya satu truk ”T” yang dapat diterapkan per lajur lalu lintas rencana.
Beban lajur ”D” yang bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan
menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan suatu iring-iringan
kendaraan yang sebenarnya. Jumlah total beban lajur ”D” yang bekerja tergantung
pada lebar jalur kendaraan itu sendiri.
Secara umum, beban ”D” akan menjadi beban penentu dalam perhitungan
jembatan yang memiliki bentang sedang sampai panjang, sedangkan beban ”T”
digunakan untuk bentang pendek dan lantai kendaraan.
2.6.1.1 Beban Lalu Lintas yang Dikurangi
Pada kondisi khusus dan atas persetujuan instansi yang berwenang maka
pembebanan ”D” yang senilai 70% dapat digunakan. Nilai pembebanan ”D”
tersebut dapat digunakan pada jembatan semi permanen atau darurat.
2.6.1.2 Beban Lalu Lintas yang Berlebih
Pada kondisi khusus dan atas persetujuan instansi yang berwenang maka
pembebanan ”D” dapat dinaikkan melebihi 100%. Nilai pembebanan ”D” tersebut
19
digunakan pada jaringan jalan yang dilalui oleh kendaraan berat.
2.6.2 Gaya Rem
Gaya rem mengakibatkan bekerjanya gaya-gaya pada arah memanjang
jembatan. Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan pengaruh gaya rem sebesar
5% dari beban ”D” tanpa dikalikan dengan faktor kejut yang memenuhi semua
jalur lalu lintas yang ada dan dalam satu jurusan.
2.7 Pemeriksaan Jembatan
Pemeriksaan jembatan adalah suatu proses pengumpulan data fisik dan
kondisi dari struktur jembatan. Data dari hasil pemeriksaan digunakan untuk
menentukan jenis penanganan yang akan dilakukan.
Pemeriksaan yang akan dilakukan diharapkan menggunakan prosedur
yang standar. Tujuan dari penggunaan prosedur yang standar untuk memastikan:
1) Data administrasi lengkap dan akurat
2) Semua komponen dan elemen jembatan telah diperiksa dan kondisinya
telah dinilai
3) Semua kerusakan sudah diselidiki dan mencatat tindakan yang perlu
dilakukan.
20
Adapun tujuan dari pemeriksaan jembatan, yaitu:
1) Memeriksa keamanan jembatan pada waktu jembatan masih berfungsi
2) Mencegah terjadinya penutupan lalu lintas pada jembatan
3) Mendata kondisi jembatan
4) Menyiapkan data untuk perencanaan, pelaksanaan dan pemeliharaan
5) Memeriksa pengaruh akibat beban kendaraan dan jumlah kendaraan
6) Memantau keadaan jembatan dalam jangka waktu yang lama
Pemeriksaan jembatan dilakukan dimulai sejak jembatan tersebut masih baru
dan selama umur jembatan. Macam-macam jenis pemeriksaan jembatan, yaitu:
1. Pemeriksaan inventarisasi
Pemeriksaan inventarisasi dilaksanakan untuk mendaftar semua data fisik
dan administratif jembatan yang relevan termasuk lokasi, jumlah bentang, tipe
konstruksi, bahan dan lain-lain. Pemeriksaan inventarisasi dilaksanakan hanya
sekali pada tiap jembatan pada saat awal pekerjaan, sesudah jembatan diganti
atau sehabis pekerjaan besar dilaksanakan.
2. Pemeriksaan detail
Pemeriksaan detail dilaksanakan untuk membuat pengecekan rinci
terhadap semua elemen jembatan. Elemen jembatan diberi nilai kondisi oleh
pemeriksa. Nilai kondisi digunakan untuk menetapkan peringkat dan membuat
program pekerjaan untuk mempertahankan fungsi jembatan secara efektif.
Pemeriksaan dilakukan dalam tenggang waktu dua sampai lima tahun.
21
3. Pemeriksaan rutin
Pemeriksaan rutin dilaksanakan setiap tahun untuk menjamin tidak adanya
sesuatu yang tidak diharapkan terjadi pada tahun sebelumnya dan untuk
memeriksa bahwa pemeliharaan rutin dilaksanakan secara efektif
4. Pemeriksaan khusus
Pemeriksaan khusus dilakukan jika selama pemeriksaan detail kekurangan
sumber daya, pelatihan atau pengalaman untuk menilai dengan yakin kondisi
jembatan.
5. Pemeriksaan sewaktu-waktu
Pemeriksaan sewaktu-waktu merupakan pemeriksaan visual singkat terhadap
jembatan.
2.8 Jenis Penanganan
Setiap jembatan akan mengalami penurunan kondisi baik kekuatan
maupun fungsinya, maka diperlukan adanya tindakan untuk mengembalikan
kondisinya. Adapun tindakan-tindakan untuk mengembalikan kondisi jembatan,
yaitu :
a) Perbaikan
Perbaikan merupakan tindakan untuk membuat jadi baik atau
kmengembalikan ke kondisi kerja yang baik. Tindakan perbaikan lebih
menekankan pada kerusakan-kerusakan setempat pada elemen struktur
daripada kerusakan jembatan secara menyeluruh.
22
b) Rehabilitasi
Rehabilitasi merupakan tindakan untuk mengembalikan, termasuk
memperbaharui baik kondisi maupun fungsi. Tindakan rehabilitasi
menekankan pada struktur jembatan secara menyeluruh, termasuk
komponen-komponen utama jembatan.
c) Penggantian
Penggantian merupakan tindakan mengganti atau mengubah
beberapa komponen pada jembatan. Komponen utama pada jembatan
yang biasanya diganti, yaitu lantai jembatan, gelagar, siar muai,
perletakan, dan sebagainya. Mengganti jembatan secara keseluruhan
merupakan usaha paling akhir karena merupakan tindakan yang
drastis dan membutuhkan biaya yang besar.
d) Perkuatan
Perkuatan merupakan tindakan meningkatkan atau menambah
kapasitas daya dukung jembatan dengan penambahan material dan
komponen seperti prategang eksternal dan sebagainya.
e) Modernisasi
Moderenisasi merupakan salah satu bentuk up grading dengan
menambahkan kelengkapan baru pada jembatan. Sebagai contoh
pengatur arus lalu lintas, rambu, marka, pagar dan lain-lain. Selain itu,
modernisasi juga dapat diartikan sebagai tindakan yang melibatkan
beberapa pekerjaan yang dilakukan sekaligus.