## Analisis Nilai Kapasitas Beton Prategang Tipe-I Jembatan Cimanuk Maktal
Nurhayati Iqbaliah 1 , Roestaman 2 , Eko Walujodjati 3
Jurnal Konstruksi Sekolah Tinggi Teknologi Garut Jl. Mayor Syamsu No. 1 Jayaraga Garut 44151 Indonesia Email : jurnal@sttgarut.ac.id
1 1511029@sttgarut.ac.id
2 roestaman@sttgarut.ac.id
3 eko.walujodjati@sttgarut.ac.id
Abstrak – Jembatan Cimanuk Maktal merupakan salah satu prasana untuk dilewati orang dan transfortasi  yang melewati sungai Cimanuk. Jembatan ini merupakan konstruksi baru sehingga perlu pengecekan terhadap nilai kapasitan yang dimiliki jembatan tersebut. Jembatan Cimanuk Maktal merupakan jembatan balok prategang tipe-I. Peneliti melakukan analisa perhitungan pada eksisting jembatan menggunakan metode rating factor (RF) pada saat inventory dan operating. Untuk perhitungan rating factor mengacu pada Pedoman Penentuan Nilai Kapasitas Jembatan dari  Dirjen  Bina  Marga,  dan  untuk  perhitungan  analisa  penampang  dipandu  dari  Perencanaan Struktur Beton Jembatan dari RSNI-12-2004. Dari penelitian tersebut didapat bahwa jembatan tersebut dapat dikatakan aman dan sudah layak digunakan, karena nilai kapasitas yang didapat dari analisa perhitungan melebihi dari nilai kapasitas ijin. Dimana, nilai RF berdasarkan Inventory akibat momen 1,7 > 1 dan akibat gaya geser 1,3 > 1. Juga nilai RF berdasarkan Operating akibat momen 2,02 > 1 dan akibat gaya geser 1,9 > 1.
Kata Kunci – Balok Prategang Tipe-I; Jembatan; Nilai Kapasitas Jembatan; Rating Factor .

## I. PENDAHULUAN

## A. Latar Belakang
Jembatan merupakan salah satu sarana transportasi penghubung jalan yang melewati lembah, sungai bahkan lautan untuk dilalui kendaraan dan manusia. Perancangan jembatan harus dilakukan dengan maksimal agar memiliki kekuatan yang aman dan memiliki kenyamanan sesuai dengan fungsinya. Jembatan juga merupakan suatu sistem transportasi pengontrol kapasitas berat dan volume lalu lintas yang dapat dilayaani oleh sistem transportasi  [1].  Kerusakan  pada  jembatan  bisa  terjadi  karena  dua  faktor,  yaitu  faktor  internal  dan  faktor eksternal. Faktor internal yaitu berupa faktor fisik jembatan  diantaranya kondisi fisiik jembatan dan beban yang melibihi kapasitas jembatan. Sedangkan faktor eksternal berupa faktor lingkungan seperti korosi, gerusan air, longsor, banjir, dan gempa. Tentunya fakor-faktor itu yang harus ditopang oleh jembatan.

## B. Rumusan Masalah
1) Berapa kapasitas momen nominal dan geser nominal struktur atas Jembatan Cimanuk Maktal dari data eksisting berdasarkan RSNI T-12-2004 Perencanaan Struktur Jembatan Beton?
2) Berapa nilai Loss Of Presestress (LOP) yang terjadi pada Jembatan Cimanuk Maktal?
3) Berapa nilai lendutan yang terjadi pada struktur atas Jembatan Cimanuk Maktal?
4) Berapa nilai kapasitas struktur atas Jembatan Cimanuk Maktal dengan Metode Rating Factor ?

## C. Tujun Penelitian
1) Mengetahui kapasitas momen nominal dan geser nominal struktur atas Jembatan Cimanuk Maktal dari data eksisting berdasarkan RSNI T-12-2004 Perencanaan Struktur Jembatan Beton;
2) Mengetahui nilai Loss of Presestress (LOP) yang terjadi pada jembatan.;
3) Mengetahui nilai lendutan yang terjadi pada struktur atas Jembatan Cimanuk Maktal.
4) Menganalisa nilai kapasitas struktur atas Jembatan Cimanuk Maktal dengan metode rating factor .

## II. URAIAN PENELITIAN

## A. Jembatan
Bangunan pelengkap jalan yang berfungsi sebagai penghubung kedua ujung jalan yang terputus oleh, saluran, sungai , selat atau laut, jalan raya, lembah dan jalan kereta api serinng disebut sebagai jembatan [2] Jembatan terdiri dari 2 bagian utama struktur, yaitu struktur atas ( superstructure ) dan struktur bawah (s ubstructure ).

## B. Beton Prategang
Struktur beton pratekaan atau prategangg didefinisikan sebagai struktur beton khusus dengan cara memberikan tegangan awal tertentu pada komponen sebelum digunakan untuk mendukung beban luar sesuai dengan yang diinginkan [3]. Tujuan  memberikan tegangan awal atau  prategangan,  adalah  untuk  menimbulkan  tegangan awal Baja prategang digunakan sebagai pengimbang karena tingginya kehilangan rangkak dan susut. Oleh karena itu, dibutuhkan baja dengan mutu tinggi.
Tabel 1: Syarat Kekuatan Leleh
Nomor Desain Strand Diameter Strand nominal, mm [in] Beban Awal kN [lbf] Beban minimum pada perpanjangan 1 % kN [lbf] Relaksasi Rendah Relaksasi Normal Mutu 1725 [250] 6 6.4 [0.250] 4.0 [900] 36.0 [8 100] 34.0 [ 7 650] 8 7.9 [0.313] 6.5 [1 450] 58.1 [13 050] 54.7 [12 300] 9 9.5 [0.375] 8.9 [2 000] 80.1 [18 000] 75.6 [17  000] 11 11.1 [0.438] 12.0 [2 700] 108.1 [24 300] 102.3 [23 000] 13 12.7 [0.500] 16.0 [3 600] 144.1 [32 400] 136.2 [30 600] 15 15.2 [0.600] 24.0 [5 400] 216.2 948 600] 204.2 [45 900] Mutu 1860 [270] 9 9.53 [0.375] 10.2 [2 300] 92.1 [20 700] 87.0 [19 550] 11 11.11 [0.438] 13.8 [3 100] 124.1 [27 900] 117.2 [26 350] 13 12.70 [0.500] 18.4 [4 130] 165.3 [37 170] 156.1[35 100] 13a 13.20 [0.520] 20.0 [4 500] 180.1 [40 500] 170.1 [38 250] 14 14.29 [0.563] 23.0 [5 170] 207.0 [46 530] 195.5 [43 950] 15 15.24 [0.600] 26.1 [5 860] 234.6 [52 740] 221.5 [49 800] 18 17.78 [0.700] 35.3 [7 940] 318.0 [71 500] 300.2 [67 500]

## C. Jembatan Beton Prategang
Jembatan beton prategang adalah jembatan dengan konstruksi  beton yang memanfaatkan pemakaian bahan dengan kekuatan yang lebih tinggi dan penggunaan mutu baja tinggi untuk mengantisipasi serat tegangan tarik
yang terjadi pada gelagar jembatan. Perbedaan utama dari jembatan beton prategang dengan jembatan beton bertulang adalah pada penggunaan baja bermutu tinggi untuk mereduksi gaya tarik yang tinggi.

## D. Prinsip Beton Prategang
Balok prategang diasumsikan bersifat homogen dan elastis. Ketidakmampuan beton untuk menahan tegangan tarik, digantikan oleh tegangan tekan yang diakibatkan oleh tendon prategang. Berikut konsep-konsep dasar pemberian prategang [4]. Tinjauan balok persegi panjang yang ditumpu sederhana mengalami gaya prategang P kosentris. Tegangan tekan seragam dan mempunyai intensitas:
𝑓 = − 𝑃 𝐴𝑐 ...(1) Dimana: Ac = b.h P = Gaya tekan

## E. Pembebanan Jembatan
Perhitungan pembebanan berpedoman pada SNI 1725:2016. Pembebanan yang akan diperhitungkan dalam perhitungan kapasitas jembatan.

## F. Lendutan
Lendutan pada balok prategang tergantung dari kombinasi gaya prategang, beban luar, dan lama pembebanan. Gaya  prategang  akan  menimbulkan lendutan  ke  atas ( chamber ),  sedangkan  beban  luar  akan  menimbulkan lendutan  ke  bawah.  Kontrol  lendutan  dilakukan  pada  saat  transfer  dan  pada  saat  servis.  Pada  perhitungan lendutan akibat beban tranversal dan lawan lendut berlaku prinsip superposisi.

## G. Nilai Kapasitas Jembatan
Nilai kapasitas Jembatan ialah nilai kelebihan beban yang masih dapat ditahan oleh jembatan baik pada saat kondissi haria atau inventory dan pada saat kondisi khusus atau disebut Operating, yang didapat dari metode analitik ( posting load ) atau uji beban lapangan ( load testing ) (Direktorat Jendral Bina Marga, Jakarta). Untuk menetukan nilai kapasitas jembatan penulis menggunakan analisis Rating Factor (RF). Yaitu nilai kapasitas tersedia  yang  mampu  menahan  beban  hidup  dibandingkan  dengan  beban  hidup  tertentu  ( rating  vehicle ) membebani jembatan. Jika RF > 1,0 maka struktur jembatan dapat dikatakan aman dan mempu menahan beban hidup dan beban lalu lintas yang melewati jembatan tersebut, dan jika RF < 1,0 maka perlu ada penegcekan ulang dan perkuatan pada jembatan tersebut.

## H. Metode Penelitian
Dalam pelaksanaan penelitian terdapat tahapan-tahapan untuk menyelesaikannya. Tahapan-tahapan tersebut agar memudahkan penulis untuk mengerjakannya di sajikan dalam flowchart pada Gambar 1.
RF>1 Kapasitas Maksimum Struktur RF >0.8 Perkuatan Analisis Rating Faktor Selesai B Tinjauan Pustaka dan S ’ tudi Literatur Tahap Mengumpulkan Da’ta 1. Gambar
2. Shop  Drawing Jembatan Mulai A Analisis Prategang - Gaya-gaya  Prategang
- Kehilangan  Prategang
Untuk Pembebanan Jembata (RSNI T-02-2005 dan
SNI 1725:2016)
- Beban Mati (MS)
- Beban mati tambahan (MA)
- Beban lalu lintas “D” (TD)
- Beban truk “T”  (TT)
- Beban  angin (EW)
- Beban gempa (QW)
Analisis Penampang
- Luas  Penampang - Momen  Inersia
B Analisis Struktur 1. Momen  Nominal 2. Geser Nominal

## A
Vol. 19; No. 1; 2021; Hal 11-21

## I. Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian dilakukan terhadap Jembatan Cimanuk Maktal Kecamatan Tarogong Kidul Kabupaten Garut Jawa Barat dapat dilihat pada Gambar 2.

## Gambar 2: Lokasi Proyek

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Analisis Penampag Balok
Tabel 2: Dimensi Balok Preestress [5]
Code Lebar (m) Code Tebal (m) H 2,1 tfl-1 0,013 A 0,8 tfl-2 0,012 B 0,7 tfl-3 0,25 Tweb 0,2 tfl-4 0,25
Gambar 3: Notasi dimensi Balok Prestress [5]
Jadi lebar pengganti beton plat lantai = Be / n = 1,85 / 0,93 = 1,99 m
1) Section Propertis Balok Prategang Luas penampang total balok prategang (A) = 0,7495 m2 Letak titik berat dari bawah penampang (yb) = 1,01 m Letak titik berat dari atas penampang (ya) = 1,09 m Momen inersia terhadap alas balok (Ib) = 1,1717 m4 Momen inersia terhadap titik berat (Ix) = 0,407 m4 2) Section Propertis Balok Komposit Tinggi total balok komposit (hc) = 2,35 m Luas penampang balok komposit (Ac) = 1,17975 m2
Letak titik berat dari bawah (ybc)
= 1,45 m Letak titik berat dari atas penampang (yac) = 0,9 m Momen inersia terhadap alas balok (Ibc) = 3,034 m4 Momen inersia terhadap titik berat (Ixc) = 0,554 m4

## B. Pembebanan Balok Prategang

## 1) Berat Sendiri (MS)

## Tabel 3: Gaya geser dan momen dari berat mati sendiri (MS)
No Jenis Beban Berat Sendiri lebar b Tebal h Luas A berat S atau Yc' Beban QMS Geser VMS Momen Mms Satuan m m m2 kN/m3 kN/m kN kNm 1 Balok Prategang 19,11  389,844 39876,41 2 Plat Lantai 1,85 0,2 0,37 25 9,25 188,7 1924,74 3 Deck Slab 1,16 0,081 0,094 25 2,349 47,92 488,78 4 Diafragma 0,95 19,38 197,676 Total 31,659  645,844 42487,606

## 2) Beban Mati Tambahan (MA)

## Tabel 4: Gaya Geser dan Gaya Momen Dari Beban Mati Tabahan (MS)
No Jen s Beban Berat Sendiri Lebar (b) Tebal (h) Luas (A) Berat (S/W) Bebaan QMA (kN/m) 𝐆𝐞𝐞𝐬𝐞𝐫 𝐕𝐌𝐀 (𝐤𝐍) 𝐌𝐨𝐦𝐦𝐞𝐧 𝐌𝐦𝐬 (𝐤𝐍𝐦) 1 Lapisan aspall 1,85 0,1 0,185 22 4,07 83,028 846,886 2 Air Hujan 1,16 0,05  0,0925 10 0,925 18,87 192,474 Total 4,995  101,898 1039,36
Vol. 19; No. 1; 2021; Hal 11-21
a. Beban Lajur “D” (TD)
Gambar 4: Pembebanan BTR dan BGT Gaya geser (VTD) = ½ x QTD x L + ½ x PTD = 357,83 kN Momen (MTD) = 1 8 ⁄   × QTD X L2  + 1 4 × L ⁄
= 4297,08 kNm
b. Bebas Truuk “T” (TT) VTT = (9/8 x L – ¼ x a + b)/ L x PTT = 207,10  kN MTT = VTT  ×   L 2 ⁄   −  PTT  × b = 2807,438  kNm
c. Gaya Rem (TB)
Gaya Rem (VTB)  = M / L = 147,5 / 40,8
= 3,62 kN
Momen (MTB) = ½ x M = ½ x 147,5 = 73,75 kN
d. Beban Angin (EW)
Gaya geser (VEW) = ½ x QEW x L = ½ x 0,643 x 40,8
= 13,114 Kn Momen (MEW) = 1/8 x QEW x L 2
= 1/8 x 0,643 x 40,8 2 = 133,766 kN
e. Beban Gempa (EQ)
Gaya geser (VEQ) = ½ x QEQ x L = ½ x 5,251 x 40,8 = 107,116 kN Momen (MEQ)
= 1/8 x QEQ x L 2
= 1/8 x 5,251 x 40,8 2
= 1092,583 Kn
Berdasarkan hasil kombinasi pembebanan didapat momen ultimit rencana girder sebesar (Mu) 13311,46 kNm. Dan gaya geser ultimit rencana girder sebesar (Vu) 1234,36 kN.

## C. Gaya Prategang
1) Kondisi awal (Tranfer)
Diambil besaran gaya prategang = 7290 kN
2) Kondisi layan/(akhir (service)
Presentasi tegangan leleh yang timbul pada baja (% jacking force),
Po = Pt/(0,85 x nsx Pbs)
= (7290 )/(0,85 x 71 x 185,863 ) 𝑥 100% =  64,99 % < 70% OK Gaya prategang (aktual) yang terjadi akibat jacking
(Pj) =  Po x ns x Pbs
= 64,99% x 71 x 185,863 =  8576,4 kN Diperkirakan kehilangan tegangan (loss of prestress) =  30 % Gaya prategang akhir setelah perkiraan kehilangann tegangan (𝑙𝑜𝑠𝑠 𝑜𝑓 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑒𝑠𝑠),
Peff
= (100% - 30%) x Pj = 70% x 8576,4 = 6005,4   kN

## D. Kehilangan Gaya Prategang (Loss of Prestress)

## Gambar 5: Diagram Loss of Prestressed
Total Loss of Prestress (fpt)    = 9,8 + 78 + 69,3 + 35,5 + 9,13 + 109,86 = 311,59 MPa Total % Loss of Prestress (%fpt)    = 0,5 % + 4,1 % + 3,73 % + 1,91 % + 0,49 % + 5,9 % = 16,63 %

## E. Kapasitas Momen Ultimit
Momen nominal (Mn) = = = 32323,4 kNm Momen ultimit (φMn)   = 0,8 x 32818,  = 26658,72 kN

## F. Kapasitas Geser Ultimit

## Untuk kapasitas geser ultimit diambil Vs = 1824,48 kN
Maka kekuatan geser batas nominal
(Vn)    = Vc + Vs = 748,57 + 1824,48 = 2573,05 kN
Dengan reduksi kekuatan
(φVn)  = 0,75 x Vn
= 0,75 x 2573,05 = 1929,79 kN 3% 25% 22% 12% 3% 35% 0% Diagram Loss Of Prestress A (LOP akibat Angkur)
ES (LOP akibat Perpendekan Elastis Beton) CR (LOP Akibat Rangkak)
SH (LOP akibat susut)
R (LOP Akibat Relaksasi Baja)
Ai x 0,85 x fc’ x y 0,396 x 0,85 x 50000 x 1,98
Vol. 19; No. 1; 2021; Hal 11-21

## G. Lendutan Balok Prategang

## Tabel 5: Rekapitulasi Perhitunngan Lendutan pada Balok I-Girder
No Jenis Bahan Komb-1 Komb-2 Komb-3 kNm kNm kNm 1 Barat Sendiiri (MS) 0,0622 0,0622 0,0622 2 Beban ’ mati ’ tamba ’ han (MA) 0,0098 0,0098 0,0098 3 Beban ’ lajur "D" (T ’ D/TT) 0,0425 0,0425 0,0425 4 Gaya rem (TB) 0,0004 0,0004 5 Beban angin (EW) 0,0013 6 Beban Gempa (EQ) 0,0103 0,1162 0,1149 0,1248
Total lendutan yang terjadi adalah δT = 0,1161 m ke bawah dan < 0,17 (L/240) dapat dinyatakan aman.

## H. Nilai Rating Factor
Kapasitas momen nominal (φMn) = 33323,4 kNm Kapasitas geser nominal (φVn) = 1929,79 kN
1) Momen Ultimit dan Gaya Geser Ultimit Akibat Beban Mati

## Tabel 6: Momen Ultimit Akibat Beban Mati
Aksi / Beban Momen Notasi Nilai (kNm) Berat Sendiri Mms 6587,6 Beban Mati Tambahan Mma 1039,3 Total (Mdl) 7626,9

## Tabel 7: Gaya geser ultimit akibat beban mati
Aksi / Beban Gaya Geser Notasi Nilai (kNm) Berat Sendiri Vms 645,84 Beban Mati Tambahan Vma 101,89 Total (Vdl) 747,73

## 2) Momen Ultimit dan Gaya Geser Ultimit Akibat Beban Hidup
Tabel 8: Momen Geser Ultimit Akibat Beban Hidup
Aksi / Beban Gaya Momen Notasi Nilai (kNm) Berat Lalu Lintas TD MTD 4297,03 Beban akibat Gaya Rem MTB 73,75 Total (Mpl) 4370,78

## Tabel 9: Gaya Geser Ultimit Akibat Beban Hidup
Aksi / Beban Gaya Geser Notasi Nilai (kNm) Berat Lalu Lintas TD VTD 357,83 Beban akibat Gaya Rem VTB 3,61 Total (Vpl) 361,44
a. Inventory Rating Factor
a. RF pada kapasitas momen
𝑅𝐹 = φRn − ∑(γDDL)
𝛾 𝐿 𝐿𝐿 (1+𝑙) 𝑅𝐹 = 33323,4  − ∑(1,3 x 7626,96) 1,6 𝑥 6587,6 (1+0,302)
= 1,7 > 1
b. RF pada kapasitas geser
𝑅𝐹 = φRn − ∑(γDDL) 𝛾 𝐿 𝐿𝐿 (1+𝑙) 𝑅𝐹 = 1929,79   − ∑(1,3 x 747,74) 1,6 𝑥 357,83 (1+0,302) = 1,3 > 1
b. Operating Rating Factor

## a. RF pada kapasitas momen
𝑅𝐹 = φRn − ∑(γDDL) 𝛾 𝐿 𝐿𝐿 (1+𝑙)
𝑅𝐹 = 25724,57  −( 7626,96) 1,6 𝑥 4297,03 ( 1 + 0,302 ) = 2,02 > 1
b. RF pada kapasitas geser
𝑅𝐹 = φRn − ∑(γDDL) 𝛾 𝐿 𝐿𝐿 (1+𝑙) 𝑅𝐹 = 1929,79   −(747,74)
1,3 𝑥 361,44 (1+0,302)
= 1,9 >1

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
Adapun simpulan dari penelitian tersebut adalah sebagai berikut:
1) Jembatan  Cimanuk  Maktal  mempunyai  nilai  kapasitas  momen  (φMn)  sebesar  33323,4  kNm  dan  nilai kapasitas  geser  (φVn)  sebesar  1929,79  kN.  Sedangkan  nilai  momen  ultimit  akibat  pembebanan  (Mu) sebesar 13311,46 kNm dan gaya geser ultimit (Vu) = 1234,36 kNm. Kapasitas momen (φMn) > Momen ultimit (Mu) dan kapasitas geser (φVn) > Gaya geser ultimit (Vu). Sehingga dapat disimpulkan, struktur balok jembatan mampu menopang beban rencana.
2) Kehilangan prategang (Loss of Prestress) pada Jembatan Cimauk Maktal sebesar 16,63 % atau sebesar 311,59 MPa.
3) Lendutan yang terjadi pada balok prategang sebesar 0,1161 m.
4) Nilai kapasitas Metode Rating Factor mempunyai dua aspek, yaitu :
a) RF berdasarkan inventory RF akibat momen = 1,7 > 1 ( aman) RF akibat gaya geser = 0,13 > 1 (tidak aman)
b) RF berdasarkan operating rating factor akibat momen = 2,02 > 1 (aman)
RF akibat gaya geser = 1,9> 1 (aman)

## B. Saran
Pada penelitian ini mempunyai beberapa hal yang patut dikembangkan sebagai penelitian lanjutan.
1) Pada penelitian ini aspek yang ditinjau adalah nilai kapasitas pada balok prategang. Pada bagian struktur atas lainnya seperti plat lantai, diafragma dan lapisan permukaan aus (aspal) belum diteliti. Sehingga pada bagian-bagian tersebut dapat dilakukan penelitian lanjutan guna mendapatkan hasil yang maksimal;
2) Pada penelitian ini, nilai RF dari kondisi Operating hanya menggunakan pembebanan truk secara analitik (Diagnostic  Load  Test).  Di  dalam  draft  penilaian  kapasitas  jembatan  dapat  dilakukan  dengan menggunakan truk  secara  langsung  di  lapangan  (Proof  Load  Test)  dengan  dicatat  tiap  deformasi  yang terjadi pada tiap-tiap bagian struktur atas.
Vol. 19; No. 1; 2021; Hal 11-21
3) Untuk penelitian selanjutnya, dapat menggunakan SNI yang terbaru.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] B. Supriyadi and A. S. Muntohar, Jembatan . Yogyakarta: Andi Offset, 2007.
[2] E. Ambarwati, “Penilaian Kondisi Struktur Atas Jembatan Gelagar Baja Komposit Pascabanjir (studi kasus : Jembatan Keduang, Kabupaten Wonogiri),” Universitas Sebelas Maret, Surakarta, 2008.
[3] I. Dipohusodo, Struktur Beton Bertulang . Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama, 1999.
[4] Nawy, Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Jilid I , 1st ed. Jakarta: Erlangga, 2001.
[5] CV. Suriadipraja, “Shop Drawing Jembatan Cimanuk Maktal Garut.” CV. Suriadipraja, Garut, 2018.