Perencanaan Teknis Perhitungan PCI Girder Jembatan

Struktur jembatan terdiri dari struktur bawah (substruktur) dan struktur atas (supperstruktur). Bagian bawah jembatan memikul atau mendukung bagian atas dan meneruskan beban bagian atas dan beban lalu lintasnya kepada tanah dasar. Struktur atas jembatan adalah bagian dari struktur jembatan yang secara langsung menahan beban yang ditimbulkan oleh lalu lintas kendaraan, manusia dan lain-lain, untuk selanjutnya disalurkan kepada bangunan bawah jembatan. 

Bagian-bagian pada struktur bangunan atas jembatan terdiri atas struktur utama, sistem lantai, sistem perletakan dan perlengkapan lainnya seperti bangunan pengaman jembatan. Struktur utama bangunan atas jembatan dapat berbentuk pelat, gelagar, sistem rangka, gantung, jembatan kabel (cable stayed) atau pelengkung.

Struktur bawah jembatan adalah Adalah bagian dari struktur jembatan yang umumnya terletak di sebelah bawah bangunan atas dengan fungsi untuk menerima dan memikul beban dari bangunan atas agar dapat disalurkan kepada pondasi. Bangunan bawah dibagi menjadi 2 (dua) bagian yaitu kepala jembatan (abutment) atau pilar (pier) dan pondasi untuk kepala jembatan atau pilar. Struktur bangunan bawah perlu didesain khusus sesuai dengan jenis kekuatan tanah dasar dan elevasi jembatan.

Pada kesempatan ini saya akan membahas bagian struktur atas jembatan, salah satunya adalah Girder, sya mulai membahas untuk perencanaan girder/gelagar khususnya tipe I, kita mulai dengan pengertian girder, macam-macam baja prategang untuk girder, perencanaan balok prategang, perhitungan kabel tendon dan penulangan girder/gelagar.

Umum

PCI Girder

Girder adalah bagian struktur atas yang berfungsi menyalurkan beban berupa beban kendaraan, berat sendiri girder dan beban lainnya yang berada di atas girder tersebut ke bagian struktur bawah.

Umumnya girder merupakan balok baja dengan profil I, namun girder juga dapat berbentuk box (box girder), atau bentuk lainnya.
  
Menurut material penyusunnya girder dapat terdiri dari girder beton dan girder baja. Sedangkan menurut sistem perancangannya, girder terdiri dari girder precast yaitu girder beton yang telah di cetak di pabrik tempat memproduksi beton kemudian beton tersebut di bawa ke tempat pembangunan jembatan atau fly over dan pada saat pemasangan dapat menggunakan girder crane. Selain girder precast, juga dikenal istilah on-site girder, yaitu girder yang di cor di tempat pelaksanaan pembangunan jembatan, girder ini dirancang sesuai dengan perancangan beton pada umumnya yaitu dengan menggunakan bekisting sebagai cetakannya.

Girder Jembatan

Girder dengan bentuk balok I sering disebut dengan PCI Girder (yang dibuat dari material beton). Girder ini dapat terbuat dari bahan komposit ataupun bahan non komposit, dalam memilih hal ini perlu dipertimbangkan berbagai hal seperti jenis kekuatan yang diperlukan dan biaya yang dikeluarkan.

Baca: Perencanaan PCU Girder

Baja Prategang

Didalam praktek baja prategang (tendon) yang dipergunakan ada 3 (tiga) macam, yaitu:

1)  Kawat tunggal (wire).

Kawat tunggal ini biasanya dipergunakan dalam beton prategang dengan   system pra-tarik (pretension method).

2)  Untaian kawat (strand).

Untaian kawat ini biasanya dipergunakan dalam beton prategang dengan system   pasca-tarik (post-tension).

3)  Kawat batangan (bar)

Kawat batangan ini biasanya digunakan untuk beton prategang dengan system pra-tarik (pretension). Jenis-jenis lain tendon yang sering digunakan untuk beton prategang pada sitem pre-tension adalah seven-wire strand dan single-wire. Untuk seven-wire ini, satu bendel kawat teriri dari 7 buah kawat, sedangkan single wire terdiri dari kawat tunggal.

Tabel Tipikal Baja Prategang

Baja Prategang	Diameter (mm)	Luas (mm2)	Beban Putus (kN)	Tegangan Tarik (Mpa)
Kawat Tunggal (wire)	3	7.1	13.5	1900
	4	12.6	22.1	1750
	5	19.6	31.4	1600
	7	38.5	57.8	1500
	8	50.3	70.4	1400
Untaian Kawat (strand)	9.3	54.7	102	1860
	12.7	100	184	1840
	15.2	143	250	1750
Kawat Batangan (bar)	23	415	450	1080
	26	530	570	1080
	29	6680	710	1080
	32	804	870	1080
	38	1140	1230	1080

PCI-Girder Jembatan dengan panjamg span 25,6 m dari abutment 1 ke pier 1 yang terdiri dari 5 segmen girder dan menggunakan baja prategang jenis untaian kawat (strand).

Perencanaan Balok Prategang

Beton prategang juga dapat didefinisikan sebagai beton dimana tegangan tariknya pada kondisi pembebanan tertentu dihilangkan atau dikurangi sampai batas aman dengan pemberian gaya tekan permanen, dan baja prategang yang digunakan untuk keperluan ini ditarik sebelumbeton mengeras (pratarik) atau setelah beton mengeras (pascatarik).

No.	Dimensi		Luas Tampang	Jarak Terhadap Alas	Statis Momen	Y'
	b (cm)	H (cm)	A	Y	A*Y
1	65	22,5	146,25	11,25	16453,125	59,89
2	23,5	10	117,5	25,83	3035,4	45,30
3	23,5	10	117,5	25,83	3035,4	45,30
4	18	125	2250	85	191250	-13,86
5	18,5	75	69,37	145	10059	73,86
6	18,5	75	69,37	145	10059	73,86
7	55	125	687,5	153,75	105703.125	82,61
		Total	4773,75		339595.83

Tabel diatas merupakan identitas dari girder/gelagar tersebut, berisi dimensi lebar atas, lebar bawah, lebar badan, luas tampang A didapat dari perkalian b dikaliahn h, statis momen didapat dari perkalian A dikalikan y, sementara y merupakan jarak terhadap alas.

Setelah itu saudara harus mencari nilai yb dan ya untuk penteuan garis netral balok prategang, ya merupakan jarak alas terhadap a dan yb merupakan jarak alas terhadap b, rumusnya adalah sebagai berikut:

𝑦𝑏 = ∑ 𝐴. 𝑦 /  ∑ 𝐴

𝑦𝑎 = ℎ − 𝑦𝑛

Kemudian menghitung inersia penampang girder yang akan di analisis, pada luas pelat lantai transformasi luas tampang gelagar induk ditambahkan tebal plat dan jarak girder.

Baca: Konsep Dasar Beton Prategang

Dari penjumlahan luas pelat lantai transformasi akan di dapat nilai Ac, langkah selanjutnya adalah menghitung penentuan letak garis netral penampang komposit, Momen inersia penampang komposit, Penentuan batas inti penampang komposit.

𝑦𝑛𝑐 = 𝑦𝑏′ = ∑ A . y / ∑ A

Momen inersia penampang komposit

𝐼𝑐 = [𝐼𝑔 + 𝐴𝑔. (𝑦𝑏 ′ − 𝑦𝑔) 2 ] + [ 1 /12 𝑛 𝑏𝑝. ℎ𝑝 + 𝐴𝑝. (𝑦𝑏 ′ − 𝑦𝑝 2 )]

Penentuan batas inti penampang komposit

𝐾𝑎 ′ = 𝐼𝑐 /𝐴𝑐 . 𝑦𝑏′

𝐾𝑏′ = 𝐼𝑐 𝐴𝑐 . 𝑦𝑎′

Pembebanan Gelagar dan Analisis Struktur

1)  Berat Sendiri Gelagar

Beban merata akibat berat sendiri gelagar (qg)

Berat sendiri gelagar merupakan luas gelagar dikalikan berat jenis beton, dalam kasus ini girder terbuat dari beton, berat jenis beton adalah 2400.

𝑞𝑔 = 𝐴𝑔 ∗ 𝛾𝑏

Reaksi perletakan

𝑉𝐴 = 𝑉𝐵 = (𝑞𝑔 . 𝐿)/ 2

2)  Beban Mati Sendiri

Beban mati sendiri meliputi berat sendiri gelagar, berat pelat lantai dan rc-plate, Berat sendiri gelagar sudah dihitung, tinggal menghitung berat pelat lantai yaitu tebal pelat lantai dikalikan jarak gelagar kemudian dikalikan dengan berat jenis beton.

3)  Beban merata (qMS)

Beban merata akibat berat sendiri gelagar (qg)

𝑞𝑔 = 𝐴𝑔 ∗ 𝛾b

Berat pelat lantai

𝑞𝑝 = 𝐴𝑝 ∗ 𝛾𝑏

Qg dan qp adalah beban merata akibat berat sendiri gelagar, kemudian qp merupajan berat pelat lantai, jika sudah diketahui hasilnya maka dijumlahkan dengan rumus.

𝑞𝑀𝑆 = 𝑞𝑔 + 𝑞p

Reaksi perletakan

𝑉𝐴 = 𝑉𝐵 = (𝑞𝑀𝑆 . 𝐿) /2

4)  Beban Terpusat

Balok diafragma, yang dipasang berfungsi sebagai pengaku antar gelagar induk (balok prategang) Ukuran diafragma:

Tebal = 20 cm           

Lebar = 160 cm  Tinggi = 100 cm

Ini juga sama seperti yang di atas, tebal, lebar dan tinggi dikalikan berat jenis beton.

𝑃𝐷 = 𝑝 ∗ 𝑙 ∗ 𝑡 ∗ 𝛾b

Reaksi perletakan

𝑉𝐴 = 𝑉𝐵 = 𝑃𝑀𝑆. 𝐿 /2

5)  Beban Mati Tambahan

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang menimbulkan suatu beban pada balok (girder) jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan, girder jembatan direncanakan mampu memikul beban mati tambahan berupa:

a.   Aspal beton (50 mm)

b.   Genangan air hujan setinggi 50 mm

c.   Jarak antar girder adalah 1,85 meter, jadi berat jenis apal yaitu 2200 dikalikan dengan jarak antar gelagar dan gengangan air hujan.

6)  Beban merata (qMA)

Berat aspal beton

𝑞𝑎𝑏 = 𝐴𝑎𝑏 ∗ 𝛾𝑎𝑠𝑝𝑎𝑙

Genangan air hujan

𝑞𝑎 = 𝐴𝑎 ∗ 𝛾w

Jadi beban mati tambahan yaitu genangan air hujan ditambahkan dengan berat aspal beton dengan rumus:

𝑞𝑀𝐴 = 𝑞𝑎𝑏 + 𝑞𝑎

Reaksi Perletakan

𝑉𝐴 = 𝑉𝐵 = 𝑞𝑀𝐴 . 𝐿/ 2

7)  Beban Lajur “D”

Beban lajur “D” terdiri dari beban tersebar merata (BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT). Beban terbagi rata mempunyai intensitas q kPa, dimana besarnya q tergantung pada panjang total yang dibebani L seperti berikut:

𝐿 ≤ 30𝑚 ∶ 𝑞 = 9 𝑘𝑃𝑎

𝐿 > 30𝑚 ∶ 𝑞 = 9 ∗ (0,5 + 15 𝐿) 𝑘𝑃𝑎

Sedangkan beban garis (BGT) dengan intensitas p kN/m harus ditempatkan tegak lurus terhadap arah lalu lintas pada jembatan. Besarnya intensitas p adalah 49 kN/m. dimana factor beban dinamis 1,8.

Reaksi Perletakan

𝑉𝐴 = 𝑉𝐵 = (𝑞𝑇𝐷 . 𝐿) + (𝑃𝑇𝐷)/ 2

8)  Gaya rem

Pengaruh pengereman dari lalu lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang, dan dianggap bekerja pada jarak 1,80 m diatas permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya rem arah memanjang jembatan 5% dari beban lajur “D” tanpa factor beban dinamis.

Panjang balok L = 25,6

Diambil gaya rem Hrem = 250 kN = 25000 kg

Jumlah balok prategang, n = 5

Jarak antar balok prategang = 1,85 m

Lengan terhadap titik berat balok,

y = ya’ + tebal plat + tebal perkerasan + 1,8

y = 0,5391 + 0,2 + 0,05 + 1,8 = 2,59 m

beban momen akibat gaya rem, M = Trem * y = 5000 * 2,59 = 12945,3

Gaya geser dan momen maksimum akibat pada balok akibat gaya rem

𝑀𝑚𝑎𝑘 = 1/ 2 𝑀

𝑉𝑚𝑎𝑘 = 𝑀/ 𝐿

9)  Beban Angin

Beban angina merupakan beban skunder, pengaruh tekanan angin bekerja dalam arah horizontal sebesar 100 kg/cm2. Dalam memperhitungkan jumlah luas bagian jembatan pada setiap sisi digunakan jumlah luas bagian jembatan. Beban garis merata tambahan arah horizontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin yang meniup kendaraan diatas lantai jembatan dihitung dengan rumus:

Tew= 0,0012* Cw * (Vw)2 kN/m

Cw =koefisiens eret, 1,2

Vw=kecepatan angin rencana, 30 m/s

Tew= 0,0012* 1,2 * (30)2

Tew =1,296 kN/m =129,6 kg/m

Bidang vertical yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi 2 m di atas lantai kendaraan.

H = 2 m

Jarak antar roda kendaraan, x = 1,75 m

Transfer beban angin ke lantai jembatan

𝑄𝑒𝑤 = 1 /2. ℎ /𝑥 . 𝑇𝑒𝑤

10)      Beban Gempa

Gaya gempa vertikal pada balok prategang dihitung dengan menggunakan percepatan vertikal ke bawah minimal 0,1 x g (g = percepatan gravitasi) atau 50% koefisien gempa horizontal statik ekivalen g = 9,8 m/det²

a)  Koefisien Beban Gempa Horizontal

Bekerja pada bangunan akibat respons bangunan dan system pondasi, bukan disebabkan oleh percepatan gerakan tanah, muatan gempa horizontal dianggap bekerja dalam arah-arah sumbu utama bangunan.

𝐾ℎ = 𝐶. 𝑆

Koefisien beban gempa vertical

𝐾𝑣 = 50%.𝐾ℎ

b)  Gaya Gempa Vertical

Gaya gempa verikal berpengaruh karena akan mengakibatkan ayunan pada item tertentu, kantilever misalnya, akibat ayunan tersebut momen pada bagian ujung yang terikat menjadi sangat besar dan selanjutnya akan mengakibatkan pembalikan arah tegangan.

𝑇𝐸𝑄 ′ = 𝐾𝑣.𝐼 . 𝑊t

Beban gempa vertical

𝑄𝐸𝑄 ′ = 𝑇𝐸𝑄 ′ /𝐿

yang harus diperhitungkan ketika menghitung beban gempa ialah lokasi jembatan, bisa di liat pada pedoman pembebanan, lokasi yang di bangun termasuk wilayah gempa 4 atau 3 dan berada di tanah sedang atau lainya, dengan melihat pedoman gempa saudara bisa memperoleh koefisien geser dasar.

Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pebebanan pada perencanaan struktur jembatan prategang ini digunakan empat kombinasi pembebanan pada kondisi beban ultimit yaitu:

Kombinasi 1        = 1,2MS + 1,4MA + 1,8TD + 1,8Trem

Kombinasi 2        = 1,2MS + 1,4MA + 1,8TD + 1,2EW

Kombinasi 3        = 1,2MS + 1,4MA + 1,8TD + 1,8Trem + 1,2EW

Kombinasi 4        = 1,2MS + 1,4MA + 1,8EQ

Dari keempat kombinasi tersebut diambil kombinasi pembebanan yang paling menentukan.

Kombinasi Momen

Dari keempat kombinasi pembebanan tersebut diambil kombinasi pembebanan yang paling menentukan sebagai momen total (MT) yaitu kombinasi pembebanan 3 dengan momen yang paling menentukan.

Kontrol Tegangan

Kontrol penampang gelagar terhadap tegangan yang terjadi dalam hal ini dihitung penentuan titik berat kabel di tengah bentang, kontrol terhadap luas penampang, luas penampang yang diperlukan.

Pada bagian control tegangan saudara harus menghitung tegangangan awal yaitu serat atas dan serat bawah, begitu juga untuk tegangan akhir, dibagian ini tegangan pada keadaan awal dalam artina saat transfer dijabarkan dan dibuat distribusi tegangan, begitu juga untuk keadaan tegangan setelah kehilangan gaya prategang.

Penentuan titik berat kabel di tengah bentang

Rumus Persamaan:

𝐹 = 𝑀𝑚𝑎𝑘 /0,65ℎ 𝐹0 = 𝐹 0,80

𝑓𝑎 = 1 4 √𝑓′c,   

𝑒1 = 𝑓𝑎𝐼0 𝐹0.𝑦a

𝑒2 = 𝑀𝑔 /𝐹0

𝑒𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑒1 + 𝑒2 + 𝑘𝑏

Tegangan awal

Serat atas

𝑓̅ 𝑎 = 1 4√𝑓′c

Serat bawah      

𝑓̅ 𝑏 = −0,6 𝑓 ′ 𝑐

Tegangan akhir

Serat atas

𝑓̅ 𝑎 = 0,45 𝑓 ′c

Serat bawah      

𝑓̅ 𝑏 = 1/ 2 𝑓 ′c

Perhitungan Kabel Prestess

Hal yang harus diketahui dalam perhitungan pada bagian ini adalah typical baja tendon yang akan digunakan, spesifikasinya di uraikan seperti dibawah ini, untuk saudara jikalau ingin menggunakan spesifikasi tendon yang berbeda di Indonesia ada beberapa produsen kabel tendon yaiti DSI dan VSL, setiap produsen memiliki data teknis dan spesifikasi masing-masing.

Data Tendon:

Jenis strands       : strand standar 7 kawat untaian ASTM A-416 grade 270

Kuat tarik strand (fpu) : 1860000 kPa

Tegangan awal strand  (fpy)= 0,8 xfpu : 1488000 kPa

Tegangan akhir strand (fpi)= 0,7 xfpu : 1302000 kPa

Diameter nominal strands     : ½“ (1,27 cm)

Luas tampang nominal 1 starnd (Ast) : 98,7 mm²    

Beban putus minimal 1 stands (Pbs) : 176,52 kN (100% UTS)

Jumlah kawat untaian  : 6

Diameter selubung ideal : 84 mm

Luas tampang strands (As) : 1094,9 mm²

Beban putus satu tendon (Pb1) : 1059,21 kN

Modulus elastic satu strands (Es) : 1,9 x 108 kPa = 193000 MPa

Batas Tegangan

Tegangan awal strand (fpy)= 0,8 x fpu : 1488000 kN/m² = 14880 kg/cm²

Tegangan akhir strand (fpi)= 0,7 x fpu   : 1302000 kN/m² = 13020 kg/cm²

Data teknis diatas harus dipaparkan karena untuk menghitung jumlah kabel yang diperlukan pada keadaan awal maupun pada keadaan akhir.

Daerah Aman Penempatan Kabel Prestess

Daerah aman penempatan kabel prestess dihitung untuk menjamin keamanan konstruksi, sehingga titik berat kelompok kabel harus berada pada batas atas dan batas bawah zona penempatan kabel prestess. Batas atas dan batas bawah akan bergeser (eksentrisitas tambahan) pada saat kabel diberi tegangan. Untuk tujuan praktis tegangan akhir serat maksimum pada kondisi beban kerja yang dibutuhkan untuk membuat selubung c.g.s tidak melebihi (1/4 √(f'c)) = 5,092 kg/cm² pada serat atas dan serat bawah.

Rumus Persamaan:

𝑒′𝑏 = 1 4 √𝑓′ . 𝐴0 . 𝑘𝑏/ 𝐹0

𝑒′𝑎 = 1 4 √𝑓′ . 𝐴0 . 𝑘𝑎 𝐹𝑒𝑓f

Serat bawah (dihitung pada saat kondisi awal)

Rumus Persamaan:

𝑎1 = 𝑀𝑔/ 𝐹0

𝑍𝑎1 = 𝑘𝑏 − 𝑎1 − 𝑒′𝑏

Serat atas (dihitung pada saat kondisi akhir)

Rumus Persamaan:

𝑎2 = 𝑀𝑇/ 𝐹𝑒𝑓𝑓

𝑍𝑎2 = 𝑦𝑏 ′ + 𝑘𝑎 ′ − 𝑎2 + 𝑒′𝑎

Lintasan inti kabel Persamaan lintasan kabel

Rumus Persamaan:

𝑦0 = 4 . 𝑓 . 𝑥𝑖 (𝐿 − 𝑥 ) 𝐿 2 , 𝑑𝑖𝑚𝑎𝑛𝑎 𝑓 = 𝑒

𝑍𝑜 = 𝑦𝑏 − 𝑦0 𝑒 = 50 cm

Perhitungan Kehilangan Gaya Prategang

Perpendekan elastis beton (ES) Pada penampang yang menggunakan lebih dari satu kabel, kehilangan gaya prategang ditentukan oleh kabel yang pertama ditarik dan memakai harga setengah untuk mendapatkan kehilangan tagangan rata-rata semua kabel dari kehilangan tegangan yang terbesar.

Diketahui:

Jumlah tendon    = 4 As

1 starnd             = 0.987 cm2

Jumlah strand 1 tendon = 6

As pertendon      = 10,949 cm2

Fpy   = 14880 kg

Fo     = (m-1) As . fpy

1)  Kehilangan Gaya Prategang Akibat Perpendekan Elastis Beton

Untuk bagian ini saudara menghitung dengan persamaan dibawah ini dari jumlah kabel tendon yang digunakan, seperti pada kasus ini menggunakan 4 kabel jadi dihitung mulai dari baris 4 sampai baris 1.

Pada kabel baris 4 menggunakan persamaan

𝐸𝑆 = ∆𝑓𝑠 = n. F0 A0

∆𝑓𝑠 = n. (m − 1) As . fpy/ A0

Jika saudara sudah menhitung persamaan dari semua jumlah kabel tendon maka berikutnya dicari untuk kehilangan gaya prategang rata-rata dengan rumus ES rata-rata seluruh kabel 1 samapai 4 dijumlahkan lalu dibagi jumlah kabel, pada perhitungan ini jumlah kabel 4, berikut contohnya.

𝐸𝑆rata−rata = kabel baris 1 + kabel baris 2 + kabel baris 3 + kabel baris 4/jumlah kabel.

2)  Rangkak Beton (CR)

Setelah beton mulai mengeras, beton akan mengalami pembebanan. Pada beton yang menahan beban akan terbentuk suatu hubungan tegangan dan regangan yang merupakan fungsi dari waktu pembebanan. Beton menunjukan sifat elastisitas murni pada waktu pembebanan singkat, sedangkan pada pembebanan yang tidak singkat beton akan mengalami regangan dan tegangan sesuai dengan lamanya pembebanan.

CR = Kcr . Es/ Ec .(fci − fcd)

3)  Susut Beton (SH)

Didefinisikan sebagai perubahan volume yang tidak berhubungan dengan beban. Jika dihalangi secara merata, proses susut dalam beton akan menimbulkan deformasi yang umumnya bersifat menambah deformasi rangkak. Proses rangkak selalu dihubungkan dengan susut karena keduanya terjadi bersamaan dan sering kali memberikan pengaruh yang sama terhadap deformasi. Pada umumnya, beton yang semakin tahan terhadap susut akan mempunyai kecenderungan rangkak yang rendah, sebab kedua fenomena ini berhubungan dengan proses hidrasi pasta semen.

Rumus Persamaan:

SH = εcs . Es

4)  Kehilangan Gaya Prategang Akibat Relaksasi Baja

Relaksasi diartikan sebagai kehilangan dari tegangan tendon secara perlahan seiring dengan waktu dan besarnya gaya prategang yang diberikan dibawah regangan yang hampir konstan.

Terhadap baja prategang, relaksasi merupakan kehilangan tegangan tarik pada tendon yang dibebani gaya tarik pada panjang tendon tetap dan suhu tertentu.

Rumus Persamaan:

RE = C(KRE − J(SH + CR + ES))

5)  Persentase Kehilangan Gaya Prategang Total

Dibawah ini merupakan rumus yang digunakan

Rumus Persamaan:

H = ES + ANC + CR + SH + RE

Penulangan Balok Prategang

1)  Penulangan Longitudinal

Pada saat pemasangan balok prategang, tulangan arah memanjang tidak berfungsi karena seluruh penampang balok mengalami tekan akibat gaya prategang. Perencanaan penulangan balok arah memanjang dipasang untuk menahan gaya pada saat pengangkutan. Penulangan diambil 0,5% dari luas penampang balok prategang.

Sauadra harus menghitung tulangan arah memanjang untuk luas tampang bagian atas, luas tampang bagian bawah, luas tampang bagian badan.

Rumus Persamaan:

𝑛 = 𝐴𝑠−𝑎𝑡𝑎𝑠/ 𝐴𝑠𝑡

2)  Penulangan Geser

Gaya geser umumnya tidak bekerja sendiri, tetapi terjadi bersamaan dengan gaya lentur momen, torsi atau normal aksial. Untuk penulangan geser harus diketahui nilai vu, mutu beton, mutu baja yang digunakan, tinggi gelagar/girder, dan tebal badan gelagar.

Rumus Persamaan:

𝑉𝑛 = 𝑉u/0,6

𝑉𝑐 = 1/ 6 √fc′. b. d

3)  Perhitungan Penghubung Geser (Shear Connector)

Yang dimaksud shear connector adalah penghubung geser, Pada struktur komposit terdapat gaya geser horisontal yang timbul selama pembebanan. Gaya geser yang terjadi antara pelat beton dan balok baja akan dipikul oleh sejumlah penghubung geser (shear connector) sehingga tidak terjadi slip pada saat masa layan. Untuk mendapatkan penampang yang sepenuhnya komposit penghubung geser harus cukup kaku sehingga dapat menahan gaya geser yang terjadi. Adanya penghubung geser menyebabkan balok baja dan beton diatasnya bekerja secara integral.

Untuk rumus yang dugunkan adalah sebagai berikut:

Tegangan geser horizontal

𝜏 = 𝑉𝑢 ∅ 𝑏 d

Jarak antar baris shear connector

𝑆 = 𝐴𝑠𝑡 . 𝑓𝑦/ 𝑏. 𝜏

4)  Penulangan Balok Ujung (End block)

Akibat stressing, maka pada ujung balok terjadi tegangan yang besar dan untuk mendistribusikan gaya prategang tersebut pada seluruh penampang balok, perlu suatu bagian ujung blok yang panjangnya sama dengan tinggi balok dengan seluruhnya merata selebar flens balok.

Pada bagian end block terdapat 2 macam tegangan yaitu Tegangan tarik yang disebut bursting zone terdapat pada pusat penampang di sepanjang garis beban. Tegangan tarik yang tinggi yang terdapat pada permukaan ujung end block yang disebut spelling zone (daerah terkelupas).

Perhitungan untuk mencari gaya yang bekerja pada end block adalah pendekatan dengan rumus:

Untuk angkur tunggal

𝑇0 = 0,04 𝐹 + 0.2 [ 𝑏2 − 𝑏1 𝑏2 + 𝑏1 ] 3 .𝐹

Untuk angkur majemuk

𝑇0 = 0.2 [ 2 − 𝑏1 /𝑏2 + 𝑏1 ] 3 .𝐹

𝑇𝑠 = 𝐹 3 (1 − 𝛾)

𝛾 = 2𝑎/ 2𝑏

Dimana:

T0 = gaya pada spelling zone

Ts = gaya pada bursting zone

 F = gaya prategang

b1,b2 = bagian-bagian dari prisma.

Elastomer

Bantalan Jembatan/Elastomer berfungsi sebagai penerus beban pada bagian atas struktur jembatan ke bagian bawah struktur Jembatan.biasanya terletak pada bagian bawah Girder Jembatan, antara girder jembatan dan pilar jembatan. Untuk bagian perencanaan elastomer semua data dari girder/gelagar sudah diketahui, yang harus dipaparkan pada bagian ini adalah:

1)  Reaksi perletakan (Vt)

Tabel reaksi perletakan didalamnya meliputi jenis beban seperti, berat sendiri, beban mati tambahan, beban lajur “D”, beban angina, kemudian dijumlahkan yang dinamakan reaksi total.

2)  Spesifikasi elastomer

Meliputi Perubahan suhu maksimum (AC), Penyusutan suhu maksimum (η), Modulus geser durometer hardness (G), Mutu baja.

3)  Dimensi Elastomer

Tebal elastomer (t),

Panjang pelat baja (ts),

Panjang elastomer (b),

Lebar elastomer (a)

4)  Kontrol Kekuatan Elastomer

𝜎𝑣 𝑚𝑖𝑛 < 𝑃𝑒𝑟𝑠𝑦𝑎𝑟𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑠𝑒𝑙𝑖𝑝 = 100 (1 + 𝑎 𝑏)

Terhadap tegangan vertical

 vmaks < 2.G. SF

SF = 𝑎. 𝑏 𝑇/ (𝑎 + 𝑏)

Terhadap geser horizontal

𝛿 = 𝜂 . 𝐿 . 𝐴𝐶 < ∆

Demikian yang saya sampaikan biasa saudara pertimbangkan untuk menggunkan refrensi ini atau yang lainya, yang terpenting sesuai dengan SNI yang berlaku, sekian dan terimakasih.