## ANALISIS PERBANDINGAN JEMBATAN PELAT CONTINUOUS SPAN BENTANG PENDEK DENGAN SISTEM KONVENSIONAL DAN PRATEGANG
Timotius 1 dan Edison Leo 2
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: timobudi@gmail.com
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: edisonl@ft.untar.ac.id

## ABSTRAK
Jembatan  merupakan  sarana  konstruksi  yang  cukup  penting  bagi  kelancaran  ekonomi  dan  aliran perjalanan. Jembatan memiliki fungsi sebagai sarana konstruksi untuk menghubungkan suatu tempat dengan  tempat  lainnya  yang  sulit  untuk  dijangkau.  Salah  satu  jenis  jembatan  bedasarkan  bentuk strukturnya  adalah  jembatan  pelat.  Jembatan  pelat  atau slab  bridge tersusun  dari  pelat  monolit, dengan  bentang  dari  tumpuan  menuju  ke  tumpuan  tanpa  didukung  oleh  balok  melintang  ataupun balok girder atau  balok  gelagar,  sehingga  pelat  tersebut  hanya  ditopang  oleh abutment jembatan Dalam  perencanaannya,  penulangan  jembatan  dapat  didesain  dengan  sistem  konvensional  ataupun prategang.  Beton  konvensional  adalah  beton  normal  yang  tidak  mengalami  tegangan  pra  layan. Beton  prategang  merupakan  beton  yang  dimana  tulangan  bajanya  ditarik  terhadap  betonnya  atau dengan kata lain diberikan tegangan pra-layan. Penelitian ini akan menganalisis perbandingan antara sistem  konvensional  dan  prategang  pada  jembatan  pelat  dari  segi  ketebalan  pelat  dan  lendutan. Analisis  ini  menggunakan  bantuan  program finite  element untuk  membuktikan  hasil  perhitungan manual  dengan  metode  garis  pengaruh.  Hasil  analisis  menunjukkan  bahwa  dengan  menggunakan sistem  konvensional  dan  prategang  akan  menghasilkan  ketebalan  yang  sama,  walaupun  lendutan yang dihasilkan lebih kecil dikarenakan batas lendutan ijin untuk beban live load yang sama untuk keduanya yaitu sebesar L/800. Sehingga apabila dimensi tebal-nya diperkecil, maka lendutan beban live load yang terjadi tidak memenuhi syarat lendutan ijin.
Kata kunci : Jembatan, Pelat, Konvensional, Prategang, Ketebalan, lendutan.

## 1. PENDAHULUAN
Tidak  dapat  dipungkiri,  bahwa  jembatan  merupakan  sarana  transportasi  yang  sangat  krusial  bagi  masyarakat Indonesia khususnya dalam hal kelancaran perekonomian serta dalam aliran perjalanan atau traffic flows. Jembatan sendiri merupakan suatu sarana konstruksi yang memiliki fungsi untuk menghubungkan suatu tempat dengan tempat lainnya  yang  sulit  untuk  dijangkau.  Suatu  tempat  dikatakan  sulit  dijangkau  karena  kondisi  geografis  wilayah  itu sendiri yang terputus oleh rintangan atau hambatan fisik seperti misalnya dibatasi oleh jurang, sungai, saluran irigasi dan sebagainya.
Bedasarkan tipe strukturnya, jembatan dibagi menjadi beberapa jenis. Salah satunya adalah jembatan pelat atau slab bridge .  Jembatan  pelat  atau slab  bridge tersusun  dari  pelat  monolit,  dengan  bentang  dari  tumpuan  menuju  ke tumpuan  tanpa  didukung  oleh  balok  melintang  ataupun  balok girder atau  balok  gelagar,  sehingga  pelat  tersebut hanya ditopang oleh abutment jembatan. Pelat pada jembatan sendiri berfungsi untuk mendistribusikan beban-beban sepanjang  bentang  jembatan  menuju abutment jembatan  yang  kemudian  bebannya  ditahan  oleh  pondasi.  Suatu jembatan beton dengan struktur atas berupa slab atau pelat akan lebih efisien bila digunakan untuk bentang pendek (Supriyadi & Muntohar, 2007).  Suatu jembatan dikatakan bentang pendek apabila bentangnya masih dibawah 40 m. Untuk bentang antara 40 m sampai 150 m biasanya disebut dengan jembatan bentang menengah dan yang lebih dari 150 m , disebut dengan jembatan bentang panjang.
Pembuatan pelat lantai jembatan pada umumnya menggunakan cara konvensional, yaitu menggunakan beton dengan tulangan  baja.  Beton  konvensional  adalah  beton  normal  yang  tidak  mengalami  tegangan  pra  layan.  Terdapat  pula cara Beton prategang atau prestressed concrete yang umumnya lebih efisien dibandingkan cara konvensional. Beton prategang merupakan beton yang dimana tulangan bajanya ditarik terhadap betonnya atau dengan kata lain diberikan tegangan pra-layan. Penarikan tersebut menyebabkan keadaan seimbang pada tekanan dalam (tekan pada beton dan Tarik terhadap baja) yang meningkatkan kemampuan beton menahan gaya luar. Karena beton cukup kuat terhadap
tekanan dan sebaliknya lemah terhadap gaya tarik maka kemampuan menahan beban luar dapat ditingkatkan dengan pemberian pratekanan (Collins & Mitchell, 1991).

## Pembebanan
Beban yang bekerja pada suatu jembatan, dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu : 1. Berat sendiri,
2. Berat tambahan / ultilitas, dan
3. Beban lalu lintas. Dimana beban lalu lintas yang digunakan diambil yang terbesar diantara :
1. Beban lajur “D” terdiri atas :
Beban terbagi rata (BTR) mempunyai intensitas q kPa dengan besaran q tergantung pada panjang total yang dibebani  L  Jika  L  ≤  30  m  maka  q  =  9.0  kPa.  Beban  garis  terpusat  (BGT)  dengan  intensitas  p  kN/m  harus ditempatkan  tegak  lurus  terhadap  arah  lalu  lintas  pada  jembatan.  Besarnya  intensitas  p  adalah  49.0  kN/m. Untuk  mendapatkan  momen  lentur  negatif  maksimum  pada  jembatan  menerus,  BGT  kedua  yang  identik harus ditempatkan pada posisi dalam arah melintang jembatan pada bentang lainnya.
2. Beban truk “T”
Pembebanan  truk  “T”  terdiri  atas  kendaraan  truk semi-trailer yang  mempunyai  susunan  dan  berat  gandar seperti  terlihat  pada  Gambar  1.  Berat  tiap-tiap  gandar  disebarkan  menjadi  2  beban  merata  sama  besar  yang merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai. Jarak antara 2 gandar tersebut bisa diubah- ubah dari 4.0 m sampai dengan 9,0 m untuk mendapatkan pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan.
Gambar 1 Beban Truk (SNI 1725-2016)
4. Impact Factor
Besarnya  pembebanan  lajur  “D”  dan  truk  “T”  harus  dikalikan  dengan impact  factor .  Nilai  dari impact tergantung dari panjang bentang seperti bisa dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Impact Factor (SNI 1725-2016)

## Beton konvensional
Beton Konvensional  merupakan kombinasi dari komponen  beton serta tulangan baja. Kombinasi dari kedua ini membentuk  suatu  elemen  dimana  secara  bersamaan  mampu  menahan  beban  yang  bekerja  pada  suatu  beton
konvensional,  dimana  komponen  beton  menahan  gaya  tekan  serta  tulangan  baja  mempunyai  fungsi  untuk menahan gaya tarik atau lentur, dikarenakan komponen beton tidak cukup kuat untuk menahan gaya tarik (kuat tarik beton hanya 1/10 dari kuat tekannya). Suatu komponen struktur ketika dibebani secara tegak lurus terhadap sumbu  panjangnya,  maka  akan  mengalami  kelenturan  pada  sumbu  panjangnya.  Lenturan  pada  struktur  beton tersebut akan  mengalami kerusakan  yang ditandai dengan retak bila tidak ditahan dengan suatu bahan struktur, sehingga digunakanlah bahan baja yang berfungsi untuk memberikan ketahanan terhadap lentur yang terjadi.
Gambar 3 Diagram Tegangan dan Regangan (Sumber : Reinforced Concrete Mechanics and Design )

## Beton prategang
Beton prategang dapat didefinisikan sebagai beton yang diberikan tegangan tekan internal sedemikian rupa sehingga dapat  meng-eliminir  tegangan  tarik  yang  terjadi  akibat  beban  ekternal  sampai  suatu  batas  tertentu.  Eugene Freyssinet  menggambarkan  dengan  memberikan  tekanan  terlebih  dahulu  (pratekan)  pada  bahan  beton  yang  pada dasarnya getas akan  menjadi bahan  yang elastis. Dengan memberikan tekanan (dengan menarik baja mutu tinggi), beton  yang  bersifat  getas  dan  kuat  memikul  tekanan,  akibat  adanya  tekanan  internal  ini  dapat  memikul  tegangan tarik akibat beban eksternal. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Konsep Prategang (Beton Prategang : Suatu Pendekatan Mendasar)
Akibat  diberi  gaya  tekan  (gaya  prategang)  F  yang  bekerja  pada  pusat  berat  penampang  beton  akan  memberikan tegangan  tekan  yang  merata  diseluruh  penampang  beton  sebaesar  F/A,  dimana  A  adalah  luas  penampang  beton tersebut. Akibat beban merata (termasuk berat sendiri beton) akan memberikan tegangan tarik dibawah garis netral dan tegangan tekan diatas garis netral pada serat terluar penampang.

## Lendutan pada jembatan
Menurut RSNI-T-12-2004,  Lendutan balok dan pelat akibat beban layan harus dikontrol sebagai berikut :
a) Geometrik  dan  penampang  harus  direncanakan  untuk  melawan  lendutan  akibat  pengaruh  tetap sehingga sisa lendutan (positif atau negatif) masih dalam batas yang dapat diterima.
b) Agar lendutan tidak mengganggu tampak dari struktur, lendutan akibat pengaruh tetap yang diberikan pada Peraturan Pembebanan untuk Jembatan Jalan Raya harus sedemikian rupa sehingga pada bagian tengah bentang tidak melebihi 1/300 bentang dan tidak terjadi lendutan.
c) Lendutan  akibat  beban  rencana  untuk  daya  layan  pada  Peraturan  Pembebanan  untuk  Jembatan  Jalan Raya tidak melampaui 1/250 bentang.
d) Lendutan akibat beban hidup layan termasuk kejut harus dalam batas yang sesuai dengan struktur dan kegunaanya. Kecuali dilakukan penyelidikan lebih lanjut, dan tidak melampaui L/800 untuk bentang dan L/400 untuk kantilever.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan berdasarkan hasil analisis dengan bantuan program finite element serta dengan perhitungan manual.  Dalam  melaksanakan  analisis,  langkah-langkah  yang  ditempuh  penulis  digambarkan  melalui  diagram  alir penelitian seperti pada Gambar 5.
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian

## 3. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

## Model jembatan
Model jembatan yang dianalisis dapat dilihat pada Gambar 6. Jembatan terdiri atas 3 span, dimana panjang masing- masing span berurutan adalah 8 m , 12 m dan 8 m., lebar jembatan 7 m.
Gambar 6 Model Jembatan Tampak samping dan Tampak depan

## Spesifikasi teknis
 Tebal slab
Menurut RSNI T-12-2004, Tebal slab harus memenuhi syarat :
o Tebal Slab ≥ 200 mm, dan
o Tebal Slab ≥ (100 + 40*L) mm.
Sehingga Tebal slab yang diperoleh adalah = 100 + (40 *12) = 580 mm atau 0.58 m
 Tebal lapisan aspal = 0.1 meter  Tebal aspal beton tambahan
= 0.05 meter (SNI 1725-2016)  Dimensi Curb o Lebar Curb = 0.6 meter o Tebal Curb = 0.3 meter o Panjang sisi atas = 0.2 meter o Panjang sisi bawah
= 0.25 meter
 Dimensi Trotoar o Tinggi Trotoar = 0.25 meter o Panjang Trotoar = 1 meter  Berat Pipa dan Tiang sandaran = 1.5 kN/m
Gambar 7 Sketsa Penempatan Tendon

## Spesifikasi material
 Beton (Slab)
Kuat Tekan Beton (f’c) = 40 MPa Modulus Elastis Beton (Ec) = 29725.41 MPa Berat Jenis Beton Normal = 24 kN/m3 Berat Jenis Beton Prategang = 25 kN/m3  Beton (Curb) Kuat Tekan Beton (f’c) = 25 MPa Berat Jenis Beton = 22 kN/m3  Tulangan Baja Kuat Leleh Baja (fy) = 400 MPa Modulus Elastis Baja (Es) = 200000 MPa  Strand Properties (Grade 270 ASTM A416-06)
Nominal Diameter (d) = 12,7 mm Nominal Cross Section (Ap) = 98,7 mm2 Nominal Mass (M) = 0,775 kg/m’ Nominal Tensile Strength (fpk) = 1860 MPa Minimum Breaking Load = 183.7 kN Modulus Young = 1,95 x 103 GPa
 Allowable Stress fci = 0.8 x fc’ = 0.8 x 40 = 32 MPa o Transfer Tekan = 0,6 fci  = 19.2 MPa Tarik = 0,25 (fci) 0,5 = 2.828 MPa o Service Tekan = 0,45 f’c  = 18 MPa Tarik = 0,5 (f’c) 0,5 = 3,163 MPa

## Hasil analisis
Metode Konvensional (dengan tebal 580 mm)
- Momen Lapangan Bentang Tengah
Tabel 1 Momen Ultimate Lapangan Bentang Tengah No Jenis Beban Mmax Lapangan Faktor Mu lapangan mid 1 Beban Mati Sendiri 101.992 1.30 132.589 2 Beban Mati Tambahan 42.989 2.00 85.977 3 Live Load (Truck Load) 198.464 1.80 357.235 4 Impact 59.539 1.80 107.170 Total 682.971 Tulangan Utama = D25 – 125mm Tulangan Pembagi = D25 – 200mm Lendutan Akibat beban Dead Load = 3.2 mm (<40mm) Lendutan Akibat beban Live Load = 6.3 mm (<15mm) Lendutan total (δtot) = 14.28 mm (<48mm) - Momen Tumpuan Tabel 2 Momen Ultimate Tumpuan No Jenis Beban Mmax Tumpuan Faktor Mu Tumpuan 1 Beban Mati Sendiri -148.568 1.30 -193.139 2 Beban Mati Tambahan -62.620 2.00 -125.240 3 Live Load (Truck Load) -152.127 1.80 -273.829 4 Impact -45.638 1.80 -82.149 Total -674.356 Tulangan Utama = D25 – 125mm Tulangan Pembagi = D25 – 200mm

## Perhitungan Metode Konvensional Efektif
Karena dicari tebal slab yang efektif, maka tebal slab dicoba menggunakan ketebalan dengan rentang antara 0.58 m sampai 0.35 m. Gambar 8 menjelaskan pengaruh tebal pelat terhadap lendutan yang terjadi akibat beban dead load , live load , dan beban total.
Gambar 8 Lendutan akibat beban dead load (kiri), live load (tengah), dan beban total (kanan) (biru) dibandingkan dengan lendutan ijin akibat beban dead load (kiri), live load (tengah), dan beban total (kanan) (merah).
Sehingga dari gambar dapat disimpulkan, untuk tebal efektif slab digunakan tebal 450 mm.
- Momen Lapangan Bentang Tengah
Tabel 3 Momen Ultimate Lapangan Bentang Tengah No Jenis Beban Mmax Lapangan Faktor Mu Lapangan 1 Beban Mati Sendiri 79.1316 1.3 102.87108 2 Beban Mati Tambahan 42.98855571 2 85.97711143 3 Live Load (Truck Load) 198.4636364 1.8 357.2345455 4 Impact 59.53909091 1.8 107.1703636 Total 653.2531005 Tulangan Utama = D25 – 100mm Tulangan Pembagi = D25 – 250mm Lendutan Akibat beban Dead Load = 5.7 mm (<40mm) Lendutan Akibat beban Live Load = 13.3 mm (<15mm) Lendutan total (δtot) = 26.22 mm (<48mm)

## - Momen Tumpuan
Tabel 4 Momen Ultimate Tumpuan No Jenis Beban Mmax Tumpuan Faktor Mu Tumpuan 1 Beban Mati Sendiri -115.2684 1.3 -149.84892 2 Beban Mati Tambahan -62.62001571 2 -125.2400314 3 Live Load (Truck Load) -152.1272727 1.8 -273.8290909 4 Impact -45.63818182 1.8 -82.14872727 Total -631.0667696 Tulangan Utama = D25 – 100mm Tulangan Pembagi = D25 – 250mm
Metode Prestressed (dengan tebal 580 mm)
Gambar 9 Losses yang terjadi pada penampang prategang
Gambar 10 Tegangan serat atas dan bawah pada kondisi transfer (kiri) dan service (kanan) yang terjadi pada penampang prategang dibandingkan dengan tegangan ijin.
Tabel 5 Lendutan yang terjadi pada penampang prategang Jarak DL (mm) LL (mm) TRANSFER (mm) SERVICE (mm) 0 0 0 0 0 3 0.5 2.3 -0.5 1.9 14 3.3 6.3 1.1 8.4 25 0.5 2.3 -0.5 1.9 28 0 0 0 0
Tabel 6 Lendutan yang diijinkan Perhitungan Metode Prestressed Efektif
Karena dicari tebal slab yang efektif, maka tebal slab dicoba menggunakan ketebalan dengan rentang antara 0.58 m sampai 0.35 m. Gambar 11 dan12 menjelaskan pengaruh tebal pelat terhadap lendutan yang terjadi akibat beban dead load , live loa d, kondisi transfer , dan kondisi service.
Gambar 11 Lendutan akibat beban dead load (kiri) dan live load (kanan) (biru) dibandingkan dengan lendutan ijin akibat beban dead load (kiri) dan live load (kanan) (merah).
TUMPUAN LAPANGAN DL 26.67 40 LL 10 15 TRANSFER 32 48 SERVICE 32 48
Gambar 12 Lendutan akibat kondisi transfer (kiri) dan service (kanan) (biru) dibandingkan dengan lendutan ijin akibat kondisi transfer (kiri) dan service (kanan) (merah).
Sehingga dari gambar dapat disimpulkan, untuk tebal efektif slab digunakan tebal 450 mm.
Gambar 13 Losses yang terjadi pada penampang prategang
Gambar 14 Tegangan serat atas dan bawah pada kondisi transfer (kiri) dan service (kanan) yang terjadi pada penampang prategang dibandingkan dengan tegangan ijin.
Tabel 7 Lendutan yang terjadi pada penampang prategang
Jarak DL (mm) LL (mm) TRANSFER (mm) SERVICE (mm) 0 0 0 0 0 3 1 4.8 -0.4 4.8 14 5.9 13.3 2.4 17.8 25 1 4.8 -0.4 4.8 28 0 0 0 0

## Tabel 8 Lendutan yang diijinkan

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Berdasarkan analisis yang dilakukan, didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Dengan  menggunakan  beton  sistem  prategang,  lendutan  total  yang  dihasilkan  akan  menjadi  lebih  kecil ketimbang menggunakan beton sistem konvensional.
2. Dalam  penilitian  ini,  beton  prategang  memiliki  dimensi  tebal  yang  sama  dengan  beton  konvensional, walaupun lendutan yang dihasilkan lebih kecil dikarenakan batas lendutan ijin untuk beban live load yang sama untuk keduanya  yaitu  sebesar L/800. Sehingga apabila dimensi tebal-nya diperkecil,  maka lendutan beban live load yang terjadi tidak memenuhi syarat lendutan ijin.

## Saran
Berdasarkan kesimpulan yang telah dibuat, maka saran yang dapat diberikan yaitu:
1. Membuat  permodelan  jembatan  secara  utuh,  yaitu  membuat  model  jembatan  secara  menyeluruh  baik struktur atas maupun struktur bawah agar mendapatkan hasil yang lebih optimum.
2. Meskipun lendutan akibat sistem prestress lebih kecil dibandingkan sistem konvensional, dengan tebal slab yang  sama,  disarankan  untuk  memakai  beton  dengan  sistem  konvensional,  karena  selisih  lendutan  yang dihasilkan  oleh  kedua  sistem  tersebut  tidak  terlalu  besar,  yaitu  kurang  dari  10  mm.  Dari  segi  biaya, pemasangan dan pekerjaan di lapangan diperlukan penelitian lebih lanjut.
.

## DAFTAR PUSTAKA
AASHTO. (2011). LRFD Bridge Design Specifications . AASHTO. ACI COMMITTEE. (2011). Building Code Requirements fot Structural Concrete (ACI 318-11) and Commentary. American Concrete Institute. Dipohusodo, Istimawan. (1996). Struktur Beton Bertulang . PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
MNI-EC (2008). “Pehitungan Slab Lantai Jembatan Jembatan Srandakan Kulon Progo D.I. Yogyakarta”. (https://dokumen.tips/documents/perhitungan-slab-lantai-jembatan.html. Diakses pada 15 Oktober 2018)
Nawy, Edward G., and H. Wibi. Hardani. (2001). Beton Prategang: Suatu Pendekatan Mendasar . Penerbit Erlangga.
Soetoyo,Ir. (2011). “Konstruksi Beton Prategang”.
(http://ardi.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/40144/Beton+Prategangz.pdf.  Diakses  pada  3  September 2018).
Standar  Nasional  Indonesia.  (2016). Pembebanan  untuk  Jembatan ,  SNI  –  1725  –    2016,  Badan  Standarisasi Nasional, Bandung.
Standar  Nasional  Indonesia.  (2004). Perencanaan  struktur  beton  untuk  jembatan ,  RSNI  –  T-12-2004,  Badan Standarisasi Nasional, Bandung.
Supriyadi, Bambang dan Muntohar, Agus Setyo. (2007). Jembatan . Penerbit Beta Offset. Yogyakarta. Wight,  James K. dan Macgregor, James G. Reinforced Concrete . Pearson Education,Inc. Zulkarnain dan Riza Y.A, Yusuf. (1997). Analisis dan Perencanaan Pelat Beton  Prategang Dua Arah pada Panel Tunggal dengan Metode Perimbangan Beban. Thesis.
TUMPUAN LAPANGAN DL 26.67 40 LL 10 15 TRANSFER 32 48 SERVICE 32 48