Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats
Analisis  Kapasitas  Struktur  Atas  Jembatan  Mahakam  IV  (Tipe Arch  Bridge ) Kalimantan Timur
Yudi Pranoto 1,* , Yunus Nanna Padudung 1 , Sectalonir 1
Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Samarinda, Samarinda 1 Koresponden*, Email: yudipranoto@polnes.ac.id
Info Artikel Abstract
Diajukan                       29 Desember 2019
Diperbaiki                     03 September 2020 Disetujui                       13 November 2020 Keywords: Mahakam IV Bridge, Midas Civil, Force. The  construction  of  Mahakam  IV  bridge  is  motivated  by  the  problem  of  vehicle  traffic congestion that occurs in the Mahakam I Bridge area. This study aims to determine the forces that  occur,  and  also  find  out  the  safety  profile  used.  The  research  method  was  started  by modeling the Mahakam IV Bridge in the Midas Civil program, and than calculated loading standar use SNI 1725-2016 and then calculated according to the RSNI T-03-2005 standard. After that, an analysis is carried out on the Midas Civil program to get the results in the form of axial force, shear force and moment. The results of the Midas civil program are the largest axial force value of 1583394 kg, the shear force of 8547.18 kg, and the moment of 14070.61 kg.m.  From  the results of this  analysis, it  can be concluded that the girders are elongated, transverse girders, and the mainframe is safe.
Kata kunci: Jembatan Mahakam IV, Midas Civil, Gaya
Abstrak
Pembangunan Jembatan Mahakam IV dilatarbelakangi oleh permasalahan kemacetan lalu lintas kendaraan yang terjadi pada area Jembatan Mahakam I. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan gaya-gaya dalam yang terjadi, serta mengetahui keamanan profil yang digunakan. Metode penelitian dimulai dengan memodelkan Jembatan Mahakam IV pada program Midas Civil,  kemudian  menghitung pembebanan menggunakan  SNI  1725-2016 kemudian  dilakukan  perhitungan  sesuai  dengan  standar  RSNI  T-03-2005.  Setelah  itu dilakukan analisis pada program Midas Civil sehingga didapatkan hasil berupa gaya axial, gaya  geser  dan  momen.  Hasil  program  midas  civil  yaitu  nilai  dari  gaya  axial  terbesar 1583394 kg, gaya geser terbesar 8547,18 kg, dan momen terbesar 14070,61 kg.m. Dari hasil analisis  tersebut  dapat  disimpulkan  bahwa  gelagar  memanjang,  gelagar  melintang,  dan rangka utama aman.

## 1. Pendahuluan
Jembatan Mahakam IV Samarinda merupakan Jembatan tipe pelengkung rangka baja yang berada di Kota Samarinda Provinsi  Kalimantan  Timur.  Pembangunan  Jembatan Mahakam IV dilatarbelakangi oleh permasalahan kemacetan lalu  lintas  kendaraan  yang  terjadi  pada  area  Jembatan Mahakam I, sebagai jembatan utama yang menghubungkan antar Samarinda Kota dengan Samarinda Seberang dan antar Kota  lainnya  seperti  Balikpapan,  Kukar,  dan  Kubar. Pemerintah  Provinsi  Kalimantan  Timur  melalui  Dinas Pekerjaan  Umum  telah  memprogramkan  kegiatan pembangunan Jembatan Mahakam IV Samarinda dan kedua sisi jalan pendekatnya dalam beberapa tahap pembangunan, dengan  sumber  dana  yang  telah  di  anggarkan  ke  dalam APBD  murni  Pemerintah  Provinsi  Kalimantan  Timur. Kegagalan  jembatan  sering  kita  jumpai  di  sekitar  kita. Kegagalan  ini  bisa  disebabkan  karena  beberapa  hal,  bisa disebabkan  karena  kesalahan  pada  saat  perencanaan, kelalaian  pada  saat  pembangunan,  maupun  bisa  juga disebabkan  karena  faktor  alam.  Contoh  nyata  adalah
runtuhnya jembatan tenggarong, Kutai kartanegara. Karena pentingnya  peran  jembatan  ini  sehingga  perlu  dilakukan penelitian  (perhitungan  ulang)  struktur  jembatan  tersebut untuk memastikan keamanan dari jembatan Mahakam 4.
Jembatan  adalah  suatu  struktur  yang  digunakan  untuk menghubungkan  dua  tempat  dimana  terdapat  halangan berupa  jurang,  laut,  sungai,  bangunan,  atau  halangan lainnya[1].  Jembatan  ini  dapat  digunakan  sebagai  tempat lewatnya pejalan kaki, kendaraan, jalur kereta api, pipa gas, atau  kabel  listrik.  Jembatan  Lengkung  ( arch  bridge ) didefinisikan sebagai struktur jembatan yang mana struktur utamanya  dibuat  dan  di  tumpu  sedemikian  rupa  sehingga sebagian  besar  beban  lateralnya  disalurkan  ke  pondasi melalui gaya tekan pada elemennya. Jembatan tipe lengkung lebih  efisien  digunakan  untuk  jembatan  dengan  panjang bentang  100  –  300  meter.  Jembatan  lengkung  yang direncanakan ini adalah struktur setengah lingkaran dengan abutment  dan  pier  di  satu  sisinya.  Desain  pelengkung (setengah lingkaran)  secara alami akan mengalihkan beban yang diterima lantai kendaraan jembatan menuju ke abutment
dan  pier  yang  menjaga  kedua  sisi  jembatan  agar  tidak bergerak kesamping (Qosim)[2].
Keruntuhan Jembatan Gantung Kartanegara –
Tenggarong  –  Kalimantan  Timur  pada  hari  Sabtu  26 November 2011 sekira pukul 16:15 WITA disebabkan oleh penyebab primer dan penyebab sekunder. Penyebeb primer disebabkan oleh kegagalan jembatan secara berturutan sesuai tingkat  keutamaannya  yaitu  keberadaan  tower  strap  dan kegagalan  pondasi  blok  angkur  sisi  Tenggarong.  Kedua penyebab  primer  tersebut  menunjukkan  kelalaian  pada tahapan perancangan dan pembangunan jembatan, dan telah menyebabkan  tragedi  yang  dapat  dihindarkan.  Penyebab sekunder  berupa  tahanan  rangka  jembatan  yang  tidak direncanakan secara memadai menimbang keberadaan tower strap  dan  decambering  rangka  jembatan  yang  merupakan akibat  dari  salah  satu  atau  kombinasi  penyebab  tersebut sebelumnya,  juga  telah  menjadi  penyebab  keruntuhan jembatan [3].
Penyebab  kegagalan  jembatan  rangka  bentang  54  m bukan  karena  kekuatan  batang  maupun  sambungannya melainkan faktor pelaksanaan di lapangan yang tidak tepat yaitu kombinasi antara adanya lubang baut yang besar  dan pengencangan  baut  yang  belum  mencapai  gaya  tarik minimumnya.  Metode  perbaikan  jembatan  yang  diusulkan adalah dengan  memberi dua buah pelat  penguat yang dilas pada ujung batang dan dilubangi sesuai dengan posisi lubang baut yang ada agar tidak terjadi pergeseran baut [4].
Shintike dalam penelitian nya yang berjudul Analisa Nilai Sisa  Kapasitas Bangunan Atas Jembatan  Bahanapu dengan Menggunakan  Metode  Rating  Faktor.  Dari  hasil penelitiannya  rating  faktor  ini  dapat  disimpulkan  bahwa secara keseluruhan jembatan memiliki nilai rating faktor < 1, sehingga  diperoleh  hasil  evaluasi  bangunan  atas  Jembatan Bahanapu harus diberlakukan pembatasan beban lalu lintas dan juga perbaikan jembatan secara keseluruhan [5].
Penelitian juga dilakukan oleh Nindya et all[5] dan  adella et  all[6].  Dalam  penelitiannya  menghitung  kapasitas jembatan  rangka  bukaka  dan  SNI,  dengan  menggunakan standar  pembebanan  SNI  1725:2016[7]  dan  analisa menggunakan standar SNI T-03-2005 [8] untuk menghitung dan  menilai  keamanan  jembatan  baja  tersebut.  Dalam penelitian  ini  peneliti  menghitung  kapasitas  jembatan mahakam 4 untuk memastikan bahwa jembatan benar benar kuat menahan beban rencana.

## 2. Metode
Lokasi Jembatan Mahakam IV berada di Kota Samarinda, Provinsi  Kalimantan  Timur.  Jembatan  ini  menghubungkan antara  Samarinda  Kota  dengan  Samarinda  Seberang.
Jembatan  Mahakam  IV  direncanakan  melayani  lalu  lintas dari  arah  Samarinda  Kota  menuju  samarinda  Seberang. Sedangkan Jembatan Mahakam I direncanakan melayani lalu lintas dari arah Samarinda Seberang menuju samarinda Kota ( Gambar 1 ).
Gambar 1 . Lokasi Jembatan Mahakam IV
Penelitian  ini  diawali  dengan  pengumpulan  data  sekunder berupa  gambar  soft  drawing  dan  spesifikasi  tekhnis jembatan.  Kemudian  dilakukan  perhitungan  pembebanan sesuai  dengan  SNI  1725:2016[7],  baik  beban  mati,  hidup, angin  maupun  gempa.  Setelah  itu  membuat  pemodelan jembatan  Mahakam  IV  menggunakan  program  midas  civil yang diikuti dengan input beban sesuai dengan perhitungan ke  dalam  program.  Setelah  itu  dilakukan  pengecekan keamanan  baik  pada  rangka  utama,  ikatan  angin,  gelagar memanjang  dan  gelagar  melintang.  Persyaratan  keamanan pada jembatan terdapat dalam Tabel 1 .
Karena luasnya lingkup penelitian maka dalam penelitian ini difokuskan hanya akan menganalisis pada bentang tengah jembatan  saja.  Selain  itu  juga  tidak  menghung  struktur bawah,  pembebanan  menggunakan  SNI  1725:2016[7], analisa  perhitungan  menggunakan  RSNI-03-2005[8], sambungan  tidak  diperhitungkan,  dan  tidak  menghitung kabel  penggantung  jembatan  (hanger),  tidak  menghitung jalan  pendekat,  serta  pemodelan  jembatan  menggunakan program bantu midas civil.
Tabel  1 .  Menunjukan  persyaratan  keamanan  jembatan sesuai  RSNI  T-03-2005  [8].  Semua  persyaratan  tersebut harus dipenuhi baik momen, kuat geser, tegangan, lendutan, dan  tegangan  harus  lebih  kecil  dari  kuat  ijinnya.  Jembatan rangka  dikatakan  aman  apabila  semua  persyaratan  di  atas
terpenuhi  baik  momen,  kuat  geser,  tegangan  dan  lendutan untuk gelagar, sedangkan untuk rangka utama adalah tahanan nominal pada batang tekan dan batang tarik.
Tabel 1. Persyaratan Keamanan Jembatan No  Tinjauan Persyaratan 1 Gelagar a. Momen Mu ≤ Ø Mn b. Kuat geser Vu ≤ Ø Vn c. Tegangan σ < σbaja d. Lendutan ∆ < ∆ ijin 2 Rangka a. Batang tekan Nu ≤ ØNn b. Batang tarik Nu ≤ ØNn Sumber : RSNI T-03-2005 [8]
Menurut  SNI  T-03-2005 [8] balok di  atas  dua  tumpuan atau  gelagar  menerus,  lendutan  maksimumnya  adalah 1/800xbentang. Kecuali pada jembatan di daerah perkotaan yang sebagian jalur digunakan pejalan kaki, batasan tersebut adalah  1/1.000  x  bentang.  Sedangkan  lendutan  di  ujung kantilever tidak boleh melampaui 1/300 x panjang kantilever. Kecuali  pada  jembatan  di  daerah  sebagian  jalur  digunakan pejalan kaki, batasan tersebut adalah 1/375 x bentang. Kuat  lentur  nominal  (Mn)  dibagi  menjadi  tiga  yaitu  pada penampang  kompak  (λ  <  λp)  Kuat  lentur  nominal  sama dengan momen lentur yang meyebabkan seluruh penampang mengalami tegangan leleh disebut juga momen lentur plastis penampang (Mn = Mp), pada penampang tak kompak (λp < λ  <  λr)  besarnya  kuat  lentur  nominal  ditentukan  oleh Persamaan 1, sedangkan untuk penampang langsing (λ > λr), kuat  lentur  nominal  penampang  dihitung  berdasarkan Persamaan 2.
M = M − (M − M ) (1) M = M (λ /λ) (2) Dimana : Mp = momen lentur yang menyebabkan penampang mengalami tegangan leleh (Nmm) Mr = momen batas tekuk (Nmm) λ = parameter kelangsingan λr = batas maksimum kelangsingan untuk penampang tidak kompak
λp = batas maksimum kelangsingan untuk penampang kompak untuk penampang langsing
Kuat  tekan  nominal  akibat  tekuk-lentur  (Nn),  dibagi menjadi  dua  yaitu  untuk  untuk  λc≤1,5  dipergunakan Persamaan  3,  sedangkan  untuk  λc≥1,5  menggunakan Persamaan 4.
Nn = 0,66 . Ag. fy (3) Nn = ( , ) . Ag. fy (4)
Kuat  tarik  nominal  akibat  tarik  (Nn)  bila  kondisi  leleh yang  menentukan,  maka  tahanan  nominal  Nn  dari  batang tarik memenuhi Persamaan 5, sedangkan bila kondisi fraktur yang menentukan, maka tahanan nominal Nn menggunakan Persamaan 6.
Nn = Ag.fy (5) Nn = Ae.fu (6) dimana: Nn =  tegangan nominal (N) Ag =  luas penampang kotor (mm 2 ) fy =  kuat leleh material (MPa) Ae =  luas penampang efektif (mm 2 ) An
=  luas netto penampang (mm 2 )

## 3. Hasil dan Pembahasan
Pada Gambar 2 menunjukan gambar rencana jembatan Mahakam IV yang menghubungkan antara Samarinda Kota dengan Samarinda Seberang. Dalam gambar tersebut terlihat terdapat 2 buah jembatan. Jembatan yang pertama (jembatan sebelah  atas)  merupakan  jembatan  Mahakam,  sedangkan jembatan  yang  kedua  (sisi  sebelah  bawah)  merupakan jembatan  Mahakam  IV. Gambar  3 menunjukan  potongan memanjang  jembatan,  dari  gambar  tersebut  terlihat  pola jembatan rangka yang digunakan yaitu mennggunakan tipe arch bridge , dengan rangka utamanya menggunakan profil I dengan  ukuran  (dimensi)  yang  berfariasi.  Untuk  batang pelengkung bawah menggunakan profil DWB 450x550x12x25 sampai DWB 450x1000x25x36. Sedangkan pada Gambar 4 adalah potongan melintang jembatan. Dari gambar  tersebut  terlihat  gelagar  melintang  dan  gelagar memanjang  serta  hanger  yang  digunakan.  Gelagar memanjang  yang  dipergunakan  menggunakan  profil  WF 600x25x8x12, sedangkan gelagar melintangnya menggunakan profil WF 1050x45x12x25.
Yudi Pranoto dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 1, Februari 2021 (15-20) 18
Gambar 2 . Denah Jembatan Mahakam IV
Gambar 3 . Potongan Memanjang Jembatan Mahakam IV
Gambar 4 . Potongan Melintang Jembatan Mahakam IV
Data jembatan: - Tipe jembatan : Jembatan Pelengkung Rangka Baja - Panjang Jembatan : 400 Meter
- Bentang Utama : 220 Meter
- Bentang Pendekat : 90 Meter sisi kota dan 90 Meter sisi seberang
- Lebar Jembatan
: 17,02 Meter
- Tinggi Jembatan : 57 Meter
- Gelagar memanjang  : Profil WF 600x25x8x12
- Gelagar melintang   : Profil WF 1050x45x12x25
Pembebanan menggunakan SNI 1725  tahun 2016, yang terdiri dari beban mati struktur, beban mati tambahan, baben lajur  D,  beban  truk  T,  gaya  rem,  beban  angin,  pengaruh temperature  dan  beban  gempa.  Sedangkan  pemodelannya menggunakan  program  midas  civil.  Contoh  pembebanan pada Midas Civil terlihat pada gambar Gambar 5 .

## Gambar 5. Contoh Pembebanan

## Hasil Analisis
Dari  hasil  pemodelan  menggunakan  midas  civil didapatkan hasil yang terdiri dari Gaya geser ( Gambar 6 ), momen ( Gambar 7 ) dan Gaya aksial ( Gambar 8 ). Dari data tersebut  selanjutnya  dipergunakan  untuk  menghitung keamanan  dari  jembatan  baik  pada  gelagar  memanjang, gelagar melintang maupun rangka utama. Tingkat keamanan jembatan  dapat  diketahui  dengan  cara  melakukan perbandingan  dengan  kuat  ijin  berdasarkan  standar  yang dipergunakan. Dari hasil perbandingan terhadap kuat ijinnya didapatkan  hasil  bahwa  gelagar  memanjang  dan  gelagar melintang serta rangka utama jembatan Mahakam IV aman menaham  beban  recana  sesuai  dengan  SNI  1725-2016  dan RSNI T-03-2005. Untuk gelagar memanjang dan melintang dapat dilihat dari lendutan, gaya geser, momen dan tegangan lebih kecil dari ijinnya. Sedangkan pada rangka utama dapat dilihat  dari  tegangan  yang  terjadi  pada  batang  Tarik  dan batang  tekan.    Perhitungan  secara  garis  besar  dapat  dilihat pada Tabel  2 untuk  gelagar  memanjang, Tabel  3 gelagar melintang dan Tabel 4 untuk rangka utama.
Gaya Geser pada Jembatan
Gambar 6 . Bidang Geser Keseluruhan
Bidang Momen pada Gelagar Melintang
Gambar 7 . Diagram Momen Keseluruhan
Gaya Axial pada Rangka Induk
Gambar 8 Rangka Induk Akibat Gaya Axial
Yudi Pranoto dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 1, Februari 2021 (15-20)
20
Tabel 2. Tabel Hasil Perhitungan Gelagar Item Gelagar memanjang Ket Lendutan - Ijin 0,63 cm Aman - Teoritis 0,59 cm Geser - Vn 219585,6 kg Aman - Vu 197627,04 kg Momen - Mn 4787950,2 kg.cm Aman - Mu 4196522,1 kg.cm Tegangan - σ baja 3450 kg/cm 2 Aman - σ 1948,58 kg/cm 2 Tabel 3 . Tabel Hasil Perhitungan Item Gelagar melintang Ket Lendutan - Ijin 1,24 cm Aman - Teoritis 0,39 cm Geser - Vn 642735 kg Aman - Vu 162344 kg Momen - Mn 40873257 kg.cm Aman - Mu 3437935 kg.cm Tegangan - σ baja 3450 kg/cm 2 Aman - σ 261,17 kg/cm 2
Sumber: Hasil perhitungan Tabel 4. Tabel Hasil Perhitungan Rangka Utama Item Rangka Utama Ket Batang tarik - Nu 123051,73 kg Aman - Nn kondisi leleh
770040 kg
- Nn kondisi fraktur 530599,2 kg
Batang tekan Aman - Sumbu x Nu 123051,73 kg Nn 782778,83 kg - Sumbu y Aman Nu 123051,73 kg Nn 750945,04 kg

## 4. Simpulan
Dari hasil perhitungan didapat kesimpulan Hasil program midas civil yaitu nilai dari gaya axial terbesar 1583394 kg, gaya  geser  terbesar  8547,18  kg,  dan  momen  terbesar 14070,61  kg.m.  Dari  hasil  analisis  tersebut  dapat disimpulkan bahwa gelagar memanjang, gelagar melintang, dan rangka utama mampu menahan beban rencana.

## Daftar Pustaka
[1] Y.  Pranoto, Perencanaan  Jembatan  Baja  (Jembatan Komposit,  Jembatan  Rangka  dan  Jembatan Pelengkung) . Jakarta: PNJ Press, 2018.
[2] M.  Qosim,  I.  P.  Priyono,  I.  C.  Dewi,  and  U. Muhammadiyah Jember, “Perencanaan Struktur Atas Jembatan Jalan Raya Dengan Kontruksi Lengkung Di Sungai  Disanah  Desa  Marparan  Kecamatan  Sreseh Kabupaten Sampang,” 2005.
[3] S. Mangkoesoebroto, “Keruntuhan Jembatan Gantung Kartanegara Tragedi Dalam Proses Rancang Bangun Infrastruktur,” J.  Tek.  Sipil  ITB ,  vol.  19,  no.  3,  pp. 207–222, 2012.
[4] T.  Handayani,  “Evaluasi  Penyebab  Kegagalan  Dan Perbaikan  Struktur  Jembatan  Rangka  Baja  Dengan Bentang 54 M,” J. Mater. Kompon. dan Konstr. , vol. 13, no. 1, pp. 17–26, 2016.
[5] N.  Fitrisari,  Y.  Pranoto,  and  S.  Jepriani,  “Desain Jembatan  Lamaru-Tritip  menggunakan  Tipe  Trough Arch,” J. Teknol. Sipil , pp. 22–28, 2018.
[6] T.  Adella  Elysa  Putri,  Yudi  Pranoto,  “Analisis Perbandingan Struktrur Rangka Baja Bukaka dan SNI dengan  Pemodelan  TEKLA  pada  Jembatan  Betapus Samarinda,” in SNITT Politeknik Negeri Balikpapan , 2018, pp. 219–225.
[7] Badan  Standardisasi  Nasional, SNI  1725:2016 Pembebanan untuk jembatan . Jakarta: BSN, 2016.
[8] Badan  Standarisasi  Nasional, RSNI  T-03-2005 Perencanaan  stuktur  baja  untuk  jembatan .  Jakarta, 2005.