Re-Design Jembatan THP dengan Sistem Box Girder Segmental
Jaka Propika 1* , Yanisfa Septiarsilia 1
1 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
Email: * jakapropika@itats.ac.id

## Abstract
Surabaya  Bridge  is  commonly  known  by Surabaya people as  THP  Kenjeran  Bridge.  It was  built above the sea or Kenjeran Beach for connecting Jl, Raya Pantai Lama (North Side) and Jl. Sukolilo Lor (South Side). Since it is a new bridge and becomes the icon of Surabaya City, many visitors from other places visit it. It was designed by using precast concrete structure in which I-Girder beam became  the  main  girder,  Pier  Head  as  the  girder  pedestal,  concrete  pillar  as  the  buffer,  and foundation of pilling for supporting the top structure, of the bridge. As the bridge span is not too long,  only  32  meters  and  requires  many  pillars,  then  the  concrete  needed  by  Surabaya  Bridge becomes big and less efficient. For this reason, the researcher redesigned the bridge by modifying the  bridge  with  box  girder  segmental  system  having  span 48  meters  for  optimizing  the  total  pier heads and pillars so as to be more efficient. This research was begun by collecting data of plans and literature through journals, reference books, and other sources. In this context, the researcher referred to SNI 1725-2016, SNI 2833-2016, and RSNI T-02-2005 which were specifically intended for planning the structure of bridge. The final results of this research were the shape and dimension of box girder cross section by 3,2 meter in height 16 meter in width, total prestress 18 tendons with 24 strands for each, and reduction total pear from 7 to 5 with  the same concrete volume like the previous one.
Keywords: bridge, box girder, redesign

## Abstrak
Jembatan Surabaya atau yang lebih dikenal oleh warga Surabaya dengan jembatan THP Kenjeran, dibangun diatas laut atau pantai kenjeran dengan menghubungkan Jl. Raya Pantai Lama (sisi utara) dengan  Jl.  Sukolilo  Lor  (sisi  selatan).  Merupakan  jembatan  baru  dan  menjadi  ikonik  di  Kota Surabaya,  sehingga  banyak  didatangi  pengunjung  dari  berbagai  tempat.  Didesain  menggunakan struktur beton pratekan, dimana balok I-Girder menjadi gelagar utama, Pier Head sebagai tumpuan perletakan  gelagar,  pilar  beton  sebagai  penyangga,  dan  tentunya  pondasi  tiang  pancang  sebagai pendukung struktur atas jembatan. Karena dengan bentang jembatan yang tidak panjang, yaitu 32 meter, dan membutuhkan banyak pilar, sehingga volume beton yang diperlukan untuk membangun Jembatan Surabaya menjadi besar dan kurang efisien. Maka penulis merencanakan penelitian ulang dengan memodifikasi jembatan menjadi sistem box girder segmental dengan bentang 48 meter guna mengoptimasi  jumlah pier  head dan  pilar,  dan  diharapkan  menjadi  lebih  efisien.  Penelitian  ini dimulai dengan pengumpulan data – data perencanaan dan literatur yang diperlukan seperti jurnal, buku referensi, dan sumber lainnya. Dalam penelitian ini akan mengacu pada SNI 1725-2016, SNI 2833-2016, dan RSNI T-02-2005 yang dikhususkan untuk merencanakan struktur jembatan. Hasil akhir  dari  penelitian  ini  adalah  mendapatkan  bentuk  dan  dimensi  penampang  box  girder  dengan tinggi  3,2  meter  dan  lebar  16  meter,  jumlah  tendon  prtegang  18  tendon  dengan  masing-masing tendon memiliki 24 strand, dan jumlah pilar berkurang dari 7 pilar menjadi 5 pilar dengan jumlah atau kuantiti volume beton yang sama seperti perencanaan sebelumnya.
Kata Kunci: jembatan , box girder, redesign

## 1. Pendahuluan
Transportasi dan ekonomi adalah dua hal yang saling berkaitan satu sama lain. Terhambatnya kegiatan transportasi tentu akan berdampak pada menurunnya pendapatan secara ekonomi. Begitu pula sebaliknya,  maka  dari  itu  perlu  adanya  kesinambungan  antara  kedua  hal  ini  sehingga  pertumbuhan ekonomi  dapat  meningkat[1].  Jembatan  Surabaya  atau  biasa  dikenal  dengan  Jembatan  THP  (Taman Hiburan Pantai) Kenjeran merupakan suatu objek wisata sekaligus jalan akses yang menghubungkan antara Jalan Raya Pantai Lama dengan Jalan Sukolilo Lor Kota Surabaya. Dibangun pada tahun 2015, memiliki dua lajur satu arah menuju ke arah timur. Jembatan Surabaya juga merupakan icon wisata Kota Surabaya terbaru yang terletak pada kawasan pantai kenjeran, dimana harapan dari wali kota Surabaya kawasan pantai kenjeran tidak hanya sebagai tempat wisata biasa namun menjadi salah satu ikon wisata Kota Surabaya.
Seiring dengan makin berkembangnya teknologi maka konstruksi jembatan harus direncanakan sesuai  dengan  tuntutan  transportasi  baik  dari  segi  kenyamanan,  keamanan,  maupun  keindahan. Kemampuan dan ketahanan sebuah jembatan dipengaruhi oleh jenis dan bentuk penampang dari box girder [2]. Pembuatan bentuk boks baja dari pelat dengan metode tekuk dapat meminimalisasi jumlah sambungan, khususnya sambungan las. Sambungan las perlu menjadi perhatian khusus dalam konstruksi jembatan untuk jalan raya karena akan menjadi titik lemah untuk kondisi beban lelah / fatigue akibat akumulasi efek beban lalu lintas yang berulang-ulang[3].
Struktur  jembatan  menggunakan  sistem  beton  prategang I-Girder ,  dimana  dengan  sistem  ini membutuhkan  banyak  pilar  ( pier )  sebagai  tumpuan  balok I-Girder pada  bentang  192  meter  dengan masing-masing jarak antar pilar 32 meter. Menyebabkan terlalu banyak penggunaan pilar pada bentang panjang  sehingga  memperbesar  volume  beton  untuk  konstruksi  pilar  jembatan  dan  memperbanyak jumlah  titik  tiang  pancang  pancang  yang  digunakan,  hal  ini  merupakan  kekuarangan  sistem  beton prategang I-Girder dalam segi volume pekerjaan. Konstruksi secara segmen lebih disukai pada jembatan karena  berbagai  alasan.  Satu  keuntungan  dari  metode  ini  mengurangi  kesulitan  pelaksanaan konvensional. Sebagian besar pekerjaan dilakukan dengan metode pracetak dan prosesnya bisa dimulai bersamaan  dengan  pekerjaan  pondasi.  Jembatan  lurus  atau  melengkung  dapat  dibangun  tanpa  ada kesulitan, walaupun di medan yang sulit[4].
Dari permasalahan di atas maka perlu dilakukan remodeling struktur jembatan menjadi sistem beton  prategang box  girder segmental.  Tipe box  girder digunakan  untuk  jembatan  bentang  panjang. Desain box girder lebih menguntungkan untuk bentang menerus dengan panjang bentang lebih dari 100 m[5].  Mengganti  balok  prategang  I-Girder  dengan box  girder segmental,  bentang  pada  jemabtan sepanjang 192 meter terbagi menjadi empat bentang, masing-masing bentang 48 meter dengan dua pilar di  antara  bentang,  dengan  kata  lain  jembatan  dengan  sistem  prategang box  girder ini  mempunyai  5 tumpuan.
2. Metode

## 2.1. Data Perencanaan
Data-data  perencanaan  diperoleh  dari  PT.  Surya  Cahaya  Utama  Conulstant  sebagai  konnsultan perencana  dalam  pekerjaan  DED  Jembatan  Surabaya  (THP  Kenjeran),  Kota  Surabaya,  Jawa  Timur. Jembatan Surabaya (THP Kenjeran) ini dimodifikasi ulang (remodeling) memakai box girder pratekan. Adapun data-data yang digunakan dalam perencanaan jembatan tersebut adalah sebagai berikut :
Panjang bentang jembatan : 192 m, terbagi menjadi 3 bentang Lebar jembatan  dan rencana jalan : 16 m,10 m. Lebar trotoar : 2 x 3 m. Lantai kendaraan beton bertulang : 2 lajur 1 arah @ 5 m. Gelagar utama : box girder segemental. Mutu beton : K-750 (fc’ 60 MPa). Mutu baja : fy 420, dan fy 280 Mutu tendon : ASTM A416-85 Grade 270

## 2.2. Preliminary Design
Total panjang Jembatan Surabaya (THP Kenjeran) yang diremodeling menjadi box girder segmental adalah 192 meter, dibagi menjadi 4 bentang, dengan masing-masing bentang 48 meter. Tipe segmen dan panjang segmen box gider
Untuk segmental dalam potongan memanjang dengan panjang 192 meter, terbagi menjadi 5 tumpuan seperti pada gambar dibawah ini :

## Gambar 1. Potongan Memanjang Box Girder Segmental
Sedangkan untuk segmental dalam potongan melintang dengan lebar rencana jalan 16 meter, terbagi menjadi 2 segmen box girder seperti gambar dibawah ini:

## Gambar 2. Potongan Melintang Box Girder Segmental

## 2.3. Menentukan Dimensi Box Girder
Menentukan dimensi box girder menggunakan tafsiran untuk pra rencana desain segmental box girder . Tafsiran Tinggi Box Girder Ketebalan Minimum Web Box Girder Ketebalan Minimum Top Flange Box Girder Ketebalan Minimum Bottom Flange Box Girder

## 2.4. Menentukan Dimensi Box Girder
Beton Kuat tekan beton prategang (fc’) = 60 MPa. Kuat tekan beton untuk struktur sekunder (fc’) = 35 MPa.
Baja
Mutu baja yang digunakan untuk penulangan box girder adalah baja mutu (fy) = 420 MPa.
Mutu baja yang digunakan untuk penulangan struktur sekunder adalah baja mutu (fy) = 280 MPa. Dalam perencanaan ini jenis kabel dan angkur yang digunakan adalah ASTM A416-74 Grade 270 dengan diameter 15,2 mm.

## 2.5. Analisa Pembebanan
Aksi tetap yang terdiri dari : - Beban mati
- Susut dan rangkak
- Pengaruh prategang Beban lalu lintas terdiri dari : - Beban lajur “D” - Beban truk “T” Beban pejalan kaki Faktor beban dinamis

## 2.6. Menghitung Momen dan Perencanaan Tendon Prategang
Perhitungan momen yang terjadi dengan bantuan software SAP 2000 akan menghasilkan momen dari hasil pembebanan dengan kombinasi pembebanan yang akan dipakai untuk menentukan jumlah tendon prategang.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Pembagian bentang (span) Jembatan
Total panjang Jembatan Surabaya (THP Kenjeran) yang diremodeling menjadi box girder segmental adalah 192 meter, dibagi menjadi 4 bentang, dengan masing-masing bentang 48 meter.
Gambar 3. Pembagian pias-pias dalam penampang box girder

## 3.2. Perhitungan Titik Berat Box Girder
Tabel 1. Perhitungan Letak Garis Berat (c.g.c) Box Girder
N o Dimens i Lebar Dimens i Tebal Shape Facto r Jumlah Penampan g Luas Penampan g Jarak thd y Statis Momen Yb (cm) Ya (cm) 1 1200 60 1 1 72000 290 2088000 0 189.7 5 130.24 8 2 215 60 1 1 12900 152.5 1967250 3 1000 45 1 1 45000 22.5 1012500 4 200 45 1 2 18000 297.5 5355000 5 230.35 60 1 2 27642 152.5 4215405 6 200 15 0.5 2 3000 270 810000 7 40 40 0.5
2 1600 247.5 6 396096 8 40 40 0.5 2 1600 247.5 6 396096 9 40 40 0.5 2 1600 58.33 93328 10 40 40 0.5 2 1600 57.44 91904 11 45 17.31 0.5 2 778.95 30 23368.5
1 1200 60 1 1 72000 290 2088000 0 2 215 60 1 1 12900 152.5 1967250 3 1000 45 1 1 45000 22.5 1012500 4 200 45 1 2 18000 297.5 5355000

## 3.3. Perhitungan Tegangan Ijin Bahan

## 3.3.1. Beton Prategang
Berdasarkan SNI 1725-2016 kuat tekan beton yang direncanakan pada umur saat dilakukan penyaluran prategang atau pada saat transfer (fcr), dinyatakan dalam satuan MPa.
Tegangan ijin beton sesaat setelah penyaluran prategang (sebelum kehilangan prategang) : Tegangan serat terjauh dalam kondisi tekan
Tegangan serat terjauh dalam kondisi Tarik
Tegangan ijin beton pada saat beban layan : Tegangan serat terjauh dalam kondisi tekan
Tegangan serat terjauh dalam kondisi tarik
Modulus Elastisitas Beton (Ec)
3.3.2. Baja Prategang
Berdasarkan  SNI  1725-2016  tegangan  ijin  baja  prategang  terbagi  dalam  dua  kondisi  yaitu  pada  saat penarikan dan pada saat transfer gaya dan pengangkuran. Modulus Elastisitas Baja (Es) = 195.000 MPa Tegangan Putus Kabel (fpk) = 1860 MPa Tegangan leleh kabel (fpy) :
4. Tegangan tarik ijin kabel (jacking) :
5. Tegangan tarik ijin kabel (setelah beban layan dan pengankuran) :

## 3.4. Perencanaan Tendon Prategang
Untuk  struktur  bangunan  atas  ( box  girder ),  kombinasi  yang  digunakan  berfungsi  untuk  menentukan tendon prategang dan tulangan box girder. Dari perhitungan momen dan kombinasi pembebanan diatas, didapatkan nilai momen untuk box girder sebesar 228.331 kNm.
Mengacu pada SNI 1725-2016, sesaat setelah transfer gaya prategang, boleh diambil sebesar 0,94 fpy dan tidak boleh lebih besar dari 0,80 fpu berdasarkan rumus 2.24 – 2.27
𝐹 𝑝𝑘 = 𝑀𝑖𝑛.𝑏𝑟𝑒𝑎𝑘𝑖𝑛𝑔 𝑙𝑜𝑎𝑑 𝐴𝑠𝑡𝑒𝑛𝑑𝑜𝑛 (1)
= 260.700 140 = 1862,143 𝑀𝑃𝑎 𝐹 𝑝𝑦 = 0,85 𝑥 𝐹 𝑝𝑘 (2)
= 0,85 𝑥 1862,143 = 1582,821 𝑀𝑃𝑎 𝐵𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑙𝑒𝑙𝑒ℎ   = 0,94 𝑥 𝐹 𝑝𝑦 = 0,94 𝑥 1582,821 = 1487,852 𝑀𝑃𝑎 𝐵𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑝𝑢𝑡𝑢𝑠 = 0,8 𝑥 𝐹 𝑝𝑘 = 0,8 𝑥 1862,143 = 1489,714 𝑀𝑃𝑎

## 110 Jurnal Teknik Sipil, Vol 1, No 2, November 2020: 105–112
Diambil  nilai  terkeil,  sehingga  didapat  nilai  Fpu  (tegangan  ijin  tarik  sesaat  setelah  transfer)  sebesar 1487,852 MPa.
Data penampang box girder : H = 3200 mm
A = 1,857x107 mm yb = 1897,52 mm ya = 1302,479 mm
I
= 2,339 x 1013 mm4 Mu = 2,283 x 1011 Nmm wa = 1,796x1010 mm3 kb = 967,047 mm wb = 1,233x1010 mm3 ka = 663,792 mm Eksenstrisitas gaya prategang terhadap c.g.c : Direncanakan tebal decking 200 mm :
𝑒 = 𝑦𝑏 −  𝑑𝑒𝑐𝑘𝑖𝑛𝑔 = 1897,52 − 200 = 1697,52 𝑚𝑚 𝐹 𝑂 = 𝑀𝑢 0,75 𝑥 𝐻.𝑏𝑜𝑥 = 9,2512 𝑥 10 7 𝑁
Untuk sistem post tension diperkirakan terjadi kehilangan gaya prategang sebesar 20%, maka Feff’ :
𝐹 𝑒𝑓𝑓 = 𝐹 𝑂 0.8 = 1,189 𝑥 10 8 𝑁
Perhitungan  jumlah  tendon  pada  kondisi  beban  layan  (kombinasi  pembebanan  maksimum)  adalah sebagai berikut :
Luas nominal strand yang diperlukan
𝐴 𝑝𝑠 = ( 𝐹𝑒𝑓𝑓 2 ) 𝐹𝑝𝑢 (3) = ( 1,189 𝑥 10 8 2 ) 1487,852 = 3,996 𝑥 10 4 𝑚𝑚 2
Jumlah luas strand yang diperlukan dibagi dengan luas nominal satu strand.
𝑛 = 𝐴 𝑝𝑠 𝐴𝑠 = 285,393 ( 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑡𝑟𝑎𝑛𝑑 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑘𝑎𝑛)
Jumlah tendon direncanakan dengan 22 strand tiap tendon (disesuaikan dengan tabel VSL yang ada) :
𝑛
22 = 12,972 𝑡𝑒𝑛𝑑𝑜𝑛 ~ 18 𝑡𝑒𝑛𝑑𝑜𝑛
22 𝑥 18 = 396  >  𝑛 = 285.393
Maka digunakan tendon berjumlah 18 dengan masing-masing memiliki 22 strand . Beban satu tendon :
𝑃 𝑏𝑠2 = 𝐹𝑒𝑓𝑓 𝑛 = 6,606𝑥10 6 𝑁
Momen nominal yang dapat dipikul penampang
𝑀𝑛 = 𝑀𝑢 0,8 = 2,854 𝑥 10 11 𝑁𝑚𝑚
Kontrol tegangan pada saat beban layan berdasarkan rumus 2.32 – 2.33 Serat bawah
𝑓𝑜 1 = 𝐹 𝑒𝑓𝑓 𝐴𝑐 + 𝐹 𝑒𝑓𝑓 𝑥 𝑒 𝑥 𝑦𝑏
𝐼𝑐 − 𝑀𝑛 𝑥 𝑦𝑏 𝐼𝑐 (4)
= 1,189 𝑥 108
1,857𝑥107 + 1,189 𝑥 108 𝑥 1697,52 𝑥 1897,52 2,339𝑥1011 − 2,854 𝑥1011 𝑥 1897,52 2,339𝑥1011 = 1,752 𝑀𝑃𝑎 <   𝜎 𝑡𝑎𝑟𝑖𝑘
= 3,873 𝑀𝑃𝑎
Serat atas
𝑓𝑜 2 = 𝐹 𝑒𝑓𝑓 𝐴𝑐 − 𝐹 𝑒𝑓𝑓 𝑥 𝑒 𝑥 𝑦𝑎
𝐼𝑐 + 𝑀𝑛 𝑥 𝑦𝑎 𝐼𝑐 (5) = 1,551 𝑥 10 8 1,857𝑥10 7 + 1,551 𝑥 10 8 𝑥 1697,52 𝑥 1302,48 2,339𝑥10 11 + 2,854 𝑥10 11 𝑥 1302,48 2,339𝑥10 11 = 13,179  𝑀𝑃𝑎 <   𝜎 𝑡𝑒𝑘𝑎𝑛 = 36 𝑀𝑃𝑎
Dari  hasil  perhitungan  diatas  didapatkan  batas  atas  perletakan  tendon  (pada  daerah  tumpuan)  adalah 2561 mm dari serat bawah, sedangkan batas bawah perletakan tendon (pada daerah lapangan) adalah 642 mm dari serat bawah.
Mengacu pada batas atas dan batas bawah yang sudah ditentukan sebelumnya, jadi pada perencanaan ini titik awal tendon (pada daerah tumpuan) di titik 2500 mm (ULC , upper limit cable ), dan pada tengah bentang (daerah lapangan) di titik 700 mm (LLC, lower limit cable ).
Berikut gambar perletakan tendon pada tengah bentang dan tumpuan jembatan.

## Gambar 4. Posisi tendon pada tengah bentang

## 4. Kesimpulan
Kesimpulan  dari  Penelitian  ini  adalah  :  Dimensi box  girder yang  didapatkan  dari  hasil preliminary design jembatan dengan cara mencari tinggi taksiran box girder yaitu 1/15 x L dan menghasilkan tinggi box girder 3,2 meter, tipe yang digunakan adalah tipe houston ship channel dengan constant depth atau tinggi yang konstan. Kategori profil atau dimensi box girder pada perencanaan ini memenuhi apabila rasio penampang 0,45 < 0,51 <0,55. Gaya  – gaya yang bekerja pada jembatan di kalkulasi ke dalam software SAP  2000  untuk  mendapatkan  momen  –  momen  dengan  masing  –  masing  kombinasi pembebanan, sehingga dapat merencanakan kebutuhan tendon prategang dan tulangan-tulangan pada struktur beton.  Tata  letak  tendon  prategang  ditentukan  dengan  hasil  momen  dari  kombinasi pembebanan Service 1D, sehingga mendapatkan cable limit region berupa batas atas dan batas bawah posisi tendon prategang.

## Referensi
[1] M. Fauzan, F. T. Pertanian, and J. B. Indonesia, “Analisis Struktur Box Girder Jembatan Fly Over Rawa Buaya Sisi Barat Terhadap Gempa,” J. Tek. Sipil dan Lingkung. , vol. 1, no. 1, pp. 42–56, 2016.
[2] I. Sebastian and F. X. Supartono, “Analisis Struktur Jembatan Gantung Self-Anchored,” JMTS J. Mitra Tek. Sipil , vol. 2, no. 1, p. 169, 2019, doi: 10.24912/jmts.v2i1.3422.
[3] W. Nugraha and R. Chairulloh, “Analisis Metode Pengangkatan Gelagar Boks Baja Modular Untuk Jembatan Lintas Atas Sungai ( Ereksi Method Analysis of Modular Steel Box Girder for Bridge Over the River ),” Tek. Sipil dan Perenc. , vol. 2, no. 2, pp. 84–98, 2018.
112 Jurnal Teknik Sipil, Vol 1, No 2, November 2020: 105–112
[4] P. Bujnakova, “Construction of precast segmental box girder bridge,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. , vol. 385, no. 1, 2018, doi: 10.1088/1757-899X/385/1/012007.
[5] K. E. C. Tanah and J. Aye, “Jurnal sipil sains terapan volume 02 nomor 01 21,” vol. 02, pp. 21– 27, 2017.