Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats
Modifikasi  Desain  dan  Metode  Pelaksanaan  Duplikasi  Jembatan  Sembayat Kabupaten  Gresik  pada  STA  0+350 – STA  0+530  dengan  Sistem  Jembatan  Busur Rangka Baja
R. B. A. Affandhie 1, *, Chomaedhi 1 , E. Hardiyanto 1
Departemen Teknik Infrastruktur Sipil, ITS, Surabaya 1 Koresponden*, Email: rba.affandhie@gmail.com
Info Artikel Abstract Diajukan 31 Agustus 2017 Diperbaiki 04 Desember 2017 Disetujui 28 Pebruari 2018 Keywords: arch bridge, steel trussed, Sembayat bridge, balanced cantilever. To increase the capacity of Sembayat bridge, it is planned to build duplication of Sembayat bridge with 353,445 meters span length by using steel trussed bridge structure. The existing structure system  of  Sembayat  bridge  duplication  is  not  suitable  for  long  span  bridges, because the addition of the subsstrcture construction. In this paper will be submitted the modified of Sembayat bridge duplication design, the bridge span is planned 180 m length with 15 m width. The structure system is arc with a half-through type. The steel trussed arch has ability to sustain structures and notably has better aesthetic than another type. In this design, the calculated based on SNI 1725: 2016, RSNI T-03-2005, RSNI T-12-2004, RSNI
2833-2016 and  AISC  2010.  From  the  analysis,  the  main  profile  of  lower  chords  was designed using steel box 1100.900.50 and 900.700.50 for upper chords. Balanced cantilever was planned as the construction method of Sembayat bridge.
Kata kunci: jembatan busur, rangka
batang, Jembatan Sembayat, balanced cantilever. Abstrak Untuk  meningkatkan  kapasitas  Jembatan  Sembayat,  direncanakan  pembangunan duplikasi  Jembatan  Sembayat  dengan  panjang  bentang  353,445 meter  menggunakan struktur  jembatan  rangka  baja. Sistem  struktur  pada  duplikasi  Jembatan  Sembayat tersebut tidak sesuai untuk jembatan tipe bentang panjang, karena berpengaruh pada penambahan  konstruksi  pilar  jembatan.  Pada  tulisan  ini  disampaikan  modifikasi perencanaan duplikasi Jembatan Sembayat, bentang jembatan direncanakan memiliki panjang total 180 m dengan lebar 15 m. Sistem struktur yang digunakan adalah sistem busur  dengan  rangka  batang  tipe half-through.  Struktur  busur  rangka  memiliki kemampuan untuk menopang struktur dengan bentang yang panjang dan memiliki nilai estetika lebih baik. Perencanaan struktur bangunan atas dan bawah jembatan dihitung berdasarkan peraturan jembatan yang berlaku, antara lain SNI 1725:2016, RSNI T-03- 2005, RSNI T-12-2004, RSNI 2833-2016 dan AISC 2010. Dari hasil analisa didapat profil utama busur bawah menggunakan profil box 1100.900.50 dan busur atas menggunakan profil  900.700.50.  Metode  pelaksanaan  pembangunan  duplikasi  Jembatan  Sembayat direncanakan menggunakan Metode Balanced Cantilever.

## 1. Pendahuluan
Kondisi  Jembatan  Sembayat  di  Kabupaten  Gresik  yang melintasi Sungai Bengawan Solo dan merupakan jalur vital pantura dengan bentang jembatan total 353,445 meter sudah saatnya  untuk  ditingkatkan  dari  segi  kapasitas  yang  ada. Peningkatan kapasitas Jembatan Sembayat yang direncanakan  berupa  pembangunan  jembatan  baru  di  sisi timur  jembatan  yang  sudah ada.  Perencanaan  duplikasi Jembatan  Sembayat  yang  sudah  ada  terdiri  dari  6  bentang jembatan rangka baja sebagai struktur bangunan atas dengan bentang  terpanjang  80 meter  yang  ditunjang  oleh  struktur bangunan  bawah  yang  terdiri  dari  5  pilar  dan  2 abutment didukung dengan pondasi tiang pancang. Untuk mendapatkan  desain  jembatan  yang  lebih  efisien  dan  lebih
menarik dari segi estetikanya, penulis melakukan modifikasi desain  duplikasi  Jembatan  Sembayat  dengan  tipe  jembatan busur (half-trough arch bridge).
Kondisi  topografi  lokasi  pembangunan  jembatan merupakan  bantaran  sungai  yang  memiliki  lereng  cukup curam dengan dasar sungai berada di elevasi -13 m dan tinggi bebas -8 m dari permukaan jalan. Penggunaan jembatan tipe rangka  baja  sebagaimana  pada  jembatan  eksisiting  dengan bentang  panjang  dinilai  tidak  sesuai  karena  harus menggunakan  konstruksi  pilar  di  tengah  alur  sungai. Berdasarkan  kondisi Jembatan Sembayat eksisting tersebut, maka  pada  perencanaan  duplikasi  Jembatan  Sembayat  ini dilakukan modifikasi desain jembatan dengan menggunakan tipe half-trough  arch  bridge,  karena  pada  tipe  ini  memiliki
http://dx.doi.org/10.12962/j2579-891X.v16i1.2920
beberapa kelebihan antara lain bentuk struktur yang ada dapat melawan momen lentur yang terjadi, bentuknya mempunyai nilai  estetika  yang  cukup  tinggi  serta  dapat  mengurangi jumlah  pilar yang  ada  di  tengah  alur  sungai. Dilihat  dari kondisi  topografi  Jembatan  Sembayat  eksisting,  idealnya jembatan  yang  ada  menggunakan  jembatan  busur  dengan sistem rangka batang.
Perencanaan  duplikasi  Jembatan  Sembayat  ini  menggu- nakan rangka busur baja dengan 1 bentang yang terdiri dari 4 lajur  dan  2  arah  (4/2  UD)  pada  STA  0+350 – STA  0+530. Lebar  pada  tiap  lajurnya  direncanakan  3.00  m  ditambah dengan lebar trotoar di kanan dan kiri masing-masing 1,50 m, sehingga  total  lebar  jembatan  selebar  15  meter  dengan panjang bentang 180 meter.
Dalam  penulisan  ini  akan  disampaikan  perhitungan struktur  bangunan  atas  jembatan  busur  (half  trough  arch bridge) rangka baja, dimana pada struktur baja jembatan ini digunakan penampang rangka yang memiliki nilai lebih pada kemampuan  lentur  dan  kemudahan  pelaksanaannya.  Untuk struktur  bangunan  bawah  menggunakan  struktur  beton dengan  pondasi  tiang  pancang.  Pembuatan  struktur  rangka baja bisa dilakukan terlebih dahulu melalui proses pabrikasi yang  selanjutnya  dipasang  (erection) di  lapangan  dengan menggunakan metode balanced cantilever.
Mengingat  permasalahan  yang  cukup  luas,  maka  perlu adanya pembatasan masalah sebagai berikut:
1. Perencanaan  struktur  jembatan  busur  hanya  dilakukan pada STA 0+350 – STA 0+530 sepanjang 180 meter.
2. Analisa  struktur  jembatan  menggunakan  metode Perencanaan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT) atau Load and Resistance Factor Design (LRFD)
3. Melakukan  analisa  plat  lantai  kendaraan,  sistem  rangka baja,  sambungan  yang  dianggap  mewakili  secara keseluruhan,  perletakan,  pilar, abutment dan  pondasi tiang pancang.
4. Perhitungan  gaya  dalam  dan  analisa  struktur  dilakukan dengan menggunakan software.
5. Metode pelaksanaan jembatan hanya disampaikan secara umum tanpa membahas detail setiap segmennya

## 2. Metode
Jembatan  adalah  suatu  bangunan  yang  memungkinkan suatu  jalan  menyilang  saluran  air,  lembah,  atau  menyilang jalan lainnya yang tidak sama tinggi permukaannya dan lalu- lintas jalan itu tidak terputus karenanya[1].
Jembatan sistem rangka adalah sistem struktur jembatan tersusun  dari  batang-batang  profil  yang  dihubungkan  satu sama  lain.  Batang-batang  tersebut disusun  sedemikian  rupa sehingga akan terjadi gaya aksial tekan ataupun tarik[2].
Pada tahapan awal perencanaan jembatan dilakukan studi literatur. Tahapan kedua adalah pengumpulan data sekunder yang didapat dari Pemilik Pekerjaan, Dinas Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Kabupaten Gresik sebagai berikut:
- Nama
: f Jembatan Sembayat - Lokasi : Kabupaten Gresik - Panjang : 353,445 meter - Lebar
: 15 meter
Perencanaan  struktur  bangunan  atas  dimulai  dengan perencanaan  plat  lantai  jembatan  sebagai  struktur  komposit dengan gelagar melintang serta perencaanaan struktur utama busur yang menggunakan tipe half trhough arch (gambar 1).

## Gambar 1. Jembatan tipe half trhough arch

## Sumber: Soemargo [3]
Perencanaan struktur bangunan bawah yang disampaikan terdiri 1 struktur abutment dan 1 struktur pilar yang dianggap paling  kritis  yang  ditunjang  oleh  pondasi  tiang  pancang. Standar acuan yang dipakai pada perencanaan bangunan atas adalah RSNI  T-03-2005 [4],  RSNI  T-12-2004 [5], SNI 1725:2016 [6] yang digunakan dalam perhitungan tegangan- tegangan  dalam  konstruksi  adalah  beban  primer,  beban sekunder dan beban khusus.
1. Beban Mati
Beban mati terdiri dari dua jenis beban, yaitu:
a. Berat Sendiri (Self Weight Dead)
Berat  bahan  dan  bagian  jembatan  yang  merupakan elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap.
b. Beban mati tambahan (Superimposed Dead Load) Beban Mati Tambahan adalah berat seluruh bahan, yang merupakan elemen non struktural serta merupakan beban pada jembatan berupa beban aspal dan beban air hujan.
2. Beban Hidup (Live Load)
Beban hidup dalam hal ini adalah beban lalu lintas. Beban lalu lintas untuk perencanaan jembatan terdiri dari beban "D" dan beban truk "T". a. Beban lajur "D"
Beban lajur “D” terdiri dari beban terbagi rata Uniformly Distributed  Load (UDL)  yang  digabung  dengan  beban garis Knife Edge Load (KEL) seperti pada gambar 2 [6].
.
Gambar 2. Beban Lajur “D”
Sumber: SNI 1725:2016 [6]
b. Pembebanan Truk "T"
Pembebanan  truk  "T"  terdiri  dari  kendaraan  truk  semi trailer yang mempunyai susunan dan berat as seperti yang terlihat pada gambar 3 [6].

## Gambar 3. Beban Truk “T”
Sumber: SNI 1725:2016 [6]

## 3. Beban Kejut
Faktor Beban Dinamis merupakan interaksi antara kendaraan yang  bergerak  dengan  jembatan.  Untuk  bentang  menerus panjang bentang ekuivalen LE diberikan pada rumus 1.[6]
L E =
(1)
dengan:
Lev = panjang bentang rata-rata
Lmax = panjang bentang maksimum
Gambar 4. Grafik Faktor Beban Dinamis untuk KEL pada Beban Lajur D Sumber: SNI 1725:2016 [6]
4. Beban Angin
Gaya  angin  nominal  ultimit  pada  jembatan  tergantung pada kecepatan angin rencana dengan perumusan 2 dan 3. [6]
T ew = 0,0006 C W (Vw) 2 Ab (kN) (2) dengan : Vw = kecepatan angin rencana (m/det)
Cw = koefisien seret Ab
= luas ekuivalen bagian samping jembatan (m 2 )
T ew = 0,0012 C W (Vw) 2 (kN) (3)
dimana Cw = 1,2. 5. Gaya Rem
Pengaruh  percepatan  dan  pengereman  dari  lalu  lintas harus  diperhitungkan  sebagai  gaya dalam  arah  memanjang dan  dianggap  bekerja  pada  permukaan  lantai  jembatan (gambar 5). [6]
Gambar 5. Grafik Gaya Rem Sumber: SNI 1725:2016 [6]
Pembebanan Bangunan Bawah: 1. Beban Akibat Kombinasi Pembebanan
Beban total  keseluruhan  struktur  bangunan  atas  yang diterima oleh perletakan pada pilar dan abutment, didapatkan dengan menggunakan kombinasi pembebanan sesuai dengan pembebanan untuk jembatan [6].
R B A Affandhie dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 16, Nomor 1, Pebruari 2018 (31-46)
2. Beban Gempa Horizontal Statis
Perhitungan  beban  gempa  bangunan  bawah  Jembatan Sembayat ini diperoleh dari rumus 4 [7].
=
(4)
dengan:
EQ = Gaya Gempa Horizontal Statis (kN) CSM = Koefisien Respon Gempa Elastis Rd
= Faktor Modifikasi Respon
Wt
= Berat Total Struktur
3. Beban Tekanan Tanah Aktif
Gaya yang diakibatkan oleh tekanan tanah dapat menim- bulkan  geser  dan  momen  pada  struktur  bangunan  bawah. Pada  perencanaan  ini,  beban  tekanan  tanah  aktif  hanya diterima Nilai dari koefisien tanah dapat dicari menggunakan rumus 5.
Ka = tan 2 45 −  (5)
dengan:
Ka
= Tekanan Tanah Aktif
 = Sudut Geser Tanah
Pada  perencanaan  Jembatan  Sembayat  ini  digunakan pondasi  dalam.  Pondasi  dalam  sering  juga  dinamakan pondasi tak langsung, karena beban-beban yang terjadi akan diteruskan ke lapisan tanah yang mampu memikulnya. Letak dari  lapisan  tanah  tersebut  umumnya  relatif  dalam  dari permukaan  tanah  setempat,  sehingga  beban  yang  terjadi terlebih  dahulu  harus  disalurkan  melewati  suatu  konstruksi penerus yang disebut pondasi tiang pancang.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Preliminary Design
Perencanaan modifikasi duplikasi Jembatan  Sembayat menggunakan  konstruksi  busur  rangka  baja  dengan kedudukan  lantai  di tengah.  Konstruksi  jembatan  juga menggunakan  batang  tarik  yang  berfungsi  menahan  beban lateral.
Data  umum  perencanaan  modifikasi  desain  duplikasi jembatan Sembayat adalah sebagai berikut:
Panjang jembatan : 180 meter Tinggi fokus busur : 35 meter Lebar lantai kendaraan (λ) : 12 meter (2 arah) Lebar trotoar : 1,5 meter Tebal aspal (d2) : 4 cm Tebal plat lantai kendaraan (d1) : 25 cm Jarak gelagar melintang (b1)
: 200 cm
Perbedaan potongan memanjang desain awal [8] dengan potongan memanjang rencana modifikasi desain ditunjukkan pada gambar 6 dan 7.
POTONGAN MEMANJANG JEMBATAN SEMBAYAT EXISTING ABT.1 PIER.1 PIER.2 PIER.3 PIER.4 PIER.5 ABT.2 MAR - 1.484 MAN - 0.968 MAB.Q50 = +1.794 MAB.Q10 = +1.482
MAB.Q50 = +1.794 MAB.Q25 = +1.661 FREEBOARD FREEBOARD FREEBOARD

## Gambar 6. Potongan Memanjang Desain Awal
Sumber: Prasmoro [8]
Gambar  7. Potongan  Memanjang  Rencana  Modifikasi Desain Sumber: Hasil Analisa

## Perencanaan Struktur Sekunder
1. Tiang Sandaran dan Trotoar
Direncanakan tiang sandaran dengan dimensi 250×250×1500  mm,  dengan  dimensi  pipa Ø76,3  mm  (3 inchi) (gambar  8).  Tulangan  sandaran  digunakan  2-D16 untuk tulangan lentur, dan Ø10 – 100 untuk tulangan geser.

## Gambar 8. Detail Tiang Sandaran
Sumber: Hasil Analisa
2. Plat Lantai Jembatan
Plat lantai jembatan merupakan struktur komposit antara beton  bertulang  dengan compodeck dengan  perhitungan mengacu pada RSNI T-12-2004 [3]. Detail hasil perencanan plat lantai kendaraan sebagai berikut (gambar 9):
Tebal pelat = 250 mm Tinggi compodeck = 51 mm
Penulangan utama = D16 – 200 Penulangan sekunder = D10 – 200

## Gambar 9. Detail Plat Lantai Kendaraan

## Sumber: Hasil Analisa

## Perencanaan Gelagar (Girder)
Pada perencanaan gelagar menggunakan profil baja WF dengan mutu baja BJ 55, dengan fy = 410 MPa dan fu = 550 MPa.
1. Gelagar Memanjang
Gelagar  memanjang  diasumsikan  sebagai simple  beam dan  menggunakan  profil WF  488.300.18.11.  Distribusi pembebanan  pada  gelagar  memanjang  bisa dilihat  pada gambar 10 dan tabel 1.
Gambar  10. Distribusi  Pembebanan  Pada  Gelagar Memanjang
Sumber: Hasil Analisa

## Tabel 1. Pembebanan Pada Gelagar Memanjang
Jenis Beban Beban Ultimite (N/m) Berat Sendiri (MS) Beban Plat Lantai 14800.50 Berat Sendiri Profil 1411.85 Beban Compodeck 16.68 Berat Tambahan (MA) Beban Aspal 2860.00 Beban Hujan 1000.00 Beban Trotoar 8880.30 Beban "T" (kN) Beban Truk "T" 263.25 Beban "D" (kN/m) Beban BTR 21.00 Beban BGT 127.40
Dari  perhitungan  pembebanan  diatas  didapat  nilai  gaya dalam maksimum sebagai berikut:
- Mu = 545,81 kNm
- Vu = 344,34 kN
Berdasarkan analisa kuat nominal lentur, gelagar memanjang merupakan bentang menengah karena dengan Lp < Lb < Lr. Besarnya  momen  nominal  yang  terjadi  dihitung seperti rumus 6.
Mn = + ( − ) ( )
( ) (6) Mn = 1,258 989400 + (1,27. 10 − 989400) ( , ) ( , , ) = 729,976 kNm Kontrol momen ultimate dengan momen nominal penampang dilakukan sebagai berikut:
Ø Mn aktual ≥ Mu 0,9 × 729,976 kNm ≥ 545,81 kNm 656,978 kNm ≥ 545,81 kNm
(Memenuhi)
Jadi, gelagar memanjang WF 488 300 18 11 bisa digunakan.
2. Gelagar Melintang
Gelagar melintang juga diasumsikan sebagai simple beam dengan  menggunakan profil  WF  900.300.28.16. Distribusi pembebanan pada gelagar melintang dilakukan sebagaimana pada gambar 11.

## Gambar 11. Distribusi Pembebanan Pada Gelagar Melintang

## Sumber: Hasil Analisa
Pada  perencanaan  pembebanan  gelagar  melintang  dianalisa dalam  dua  kondisi,  yaitu  sebelum  komposit  dan  setelah komposit.  Pembebanan  pada  gelagar melintang  disajikan pada Tabel 2.

## Tabel 2. Rekapitulasi Pembebanan Pada Gelagar Melintang
Jenis Beban Beban Ultimite (N/m) Beban permanen sebelum komposit (MS) Beban Plat Lantai 37001.25 Berat Sendiri Profil Melintang 2675.09 Beban Compodeck 41.69 Beban Bekisting 5460.00 Beban permanen setelah komposit (MA) Beban Aspal 7150.00 Beban Trotoar 29601.00 Beban Lalu Lintas Beban Truk "T" 263250 Beban BTR (100%) 52500.00 Beban BGT (100%) 127400.00
Analisa kapasitas penampang direncanakan setelah komposit yaitu  setelah  dipasang shear  connector dengan  distribusi tekan dan tarik bisa dilihat pada gambar 12.
Hasil perhitungan diperoleh nilai kekutan tekan pada plat lantai kendaraan (C) = 7849842,857 N, kekuatan tarik pada gelagar  (T)  = 12701800  N  dan  garis  netral  plastis  (a)  = 175,192 mm. Nilai momen nominal komposit adalah sebagai berikut:
Ms = T × d1
= 7849842,857 N × 694 mm = 5447790,943 Nmm
= 5447,791 kNm
d1             = hs/2 + tp – a/2 = (900)/2 + 250 – (175,192)/2 = 612,404 mm Kontrol: Ø Ms ≥ Mu 0,9 × 5447,791 kNm ≥ 4729,91 kNm 4903,012 kNm ≥ 4729,91 kNm
(Memenuhi)
Gambar 12. Diagram Tegangan Plastis Sumber: Hasil Analisa

## 3. Perencanaan Komponen Busur
Gambar  13. Tampak  Perspektif  Jembatan  Busur  Rencana Sumber: Hasil Analisa
Keseluruhan  bagian  pelengkung  menerima  tekan, kemudian gaya tekan ini ditransfer ke abutment dan ditahan oleh tegangan tanah dibawah pelengkung. Tanpa gaya tarik yang  diterima  oleh  pelengkung memungkinkan  jembatan pelengkung  bisa  dibuat  lebih  panjang  dari  jembatan  balok dan bisa menggunakan material yang tidak mampu menerima tarik dengan baik seperti beton.
Perencanaan struktur utama  menggunakan  sistem  busur rangka  baja ditambah dengan  menggunakan  material cable
sebagai batang tarik. Pada perencanaan awal dimensi busur menggunakan rumus parabola.
Direncanakan tinggi busur (f) = 35 m.
f
= 1 6 ≤ / ≤ 1 5
= 0,17 ≤ ≤ 0,2
= 0,17 ≤ 0,19 ≤ 0,2
(Memenuhi)
Direncanakan tinggi busur (H) = 6 m.
H = 1 40 ≤ ≤ 1 25 = 1 40 ≤ ≤ 1 25
= 0,025 ≤ ≤ 0.04
= 0,025 ≤ 0,033 ≤ 0,04

## (Memenuhi)

## Permodelan Pembebanan
Permodelan  pembebanan  dilakukan  dengan  bantuan software yang  meliputi  beban  mati,  beban  lalu  lintas  dan beban  aksi  lingkungan  sesuai  dengan peraturan  SNI 1725:2016.[6]
1. Beban mati

## Gambar 14. Pembebanan Beban Mati
Sumber: Hasil Analisa

## 2. Beban Lalu Lintas
Gambar 15. Permodelan Beban Lalu Lintas BTR (kiri) dan BGT (kanan) Sumber: Hasil Analisa
3. Beban Gempa
Beban gempa direncanakan berdasarkan RSNI 2833:2016[7] dengan  menggunakan  metode  analisa  gempa  respon spectrum  pada  level  gempa  terlampaui  7%  dalam  75  tahun
(1000  tahun).  Data  tanah  yang  digunakan  sebagaimana disajikan pada tabel 3.
Tabel 3. Data Tanah (A1) Jembatan Sembayat
Lapisan Tbl. Lapisan (di) N-SPT (Ni) 1 1000 0 2 4000 10 3 12500 9.50 4 7500 36.50 5 2000 30 6 2000 24 7 7500 33.33 8 43500 30 TOTAL 80000 110
Dari  data  tanah  diatas  dan lokasi  jembatan  yang  terletak  di kabupaten Gresik, maka didapatkan nilai sebagai berikut:
PGA = 0,25 S S = 0,5 F PGA = 1,3 S 1 = 0,25 F V = 1,9 maka; A S = F PGA ×PGA = 1,3×0,25 = 0,325 S DS = F a × S S = 1,3 × 0,5 = 0,65
S D1 = F V × S 1 = 1,9 × 0,25 = 0,475 T S = 1 = 0,475 0,65 = 0,73077 T 0 = 0,2 T S = 0,2 . 0,7308 = 0,14615 Zona gempa 3 (0,3 < S D1 < 0,5)
Dari  perhitungan  perioda  di atas  diperoleh  grafik  respon spectrum sebagaimana  ditunjukkan  pada  gambar  16. Nilai respon  spektrum  pada  gambar  16 diinput  pada  SAP2000 dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut:
DL + 0,5 LL + EQx + 0,3 EQy DL + 0,5 LL + 0,3 EQx + EQy Perencanaan busur atas menggunakan profil box 900 × 700 × 50.  Berdasarkan  hasil  analisa  SAP2000  diambil sampel frame dengan  tekan  maksimum  pada  frame  223  sebagai berikut:
Mx = 826,845 kNm
My = -167.981 kNm
V = -34.742 kN N = 25492,824 kN

## R B A Affandhie dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 16, Nomor 1, Pebruari 2018 (31-46)
Gambar 16. Respon Spektrum Gempa
Sumber: Hasil Analisa
Perencanaan Busur Atas
Gambar 17. Elemen Struktur Utama

## Sumber: Hasil Analisa
Pada elemen busur atas menerima gaya tekan yang cukup besar  pada  bagian  tengah  bentang,  dengan  kuat  nominal penampang  tekan  sebesar 61142.242  kN  dan  kuat  nominal penampang  lentur sebesar  19926  kNm,  penampang  mampu menahan gaya yang terjadi.

## Perencanaan Cable Rod
Kabel penggantung menggunakan Cable Rod tipe M520 (M105) carbon steel dengan spesifikasi diameter cable ( ϕ) = 105 mm, berat kabel (w) = 32 kg/m, minimum break load = 5279 kN dengan kabel terpanjang = 30,5 m.

## Gambar 18. Kabel Tipe M520 (M105)
Sumber: Maccalaoy Cable Rod
Perencanaan kabel harus memenuhi syarat kelangsingan berdasarkan RSNI T-03-2005 [2] sebagai berikut:
< 500 30500 105 < 500 290,476   < 500 (Memenuhi) Kontrol kekuatan kabel, Pu < Minimum Break Load 1720,389 kN < 50279 kN (Memenuhi)
Jadi, cable rod tipe 520 (M105) carbon steel bisa digunakan. Perencanaan Komponen Sekunder Jembatan
Perencanaan  komponen sekunder jembatan busur terdiri perencanaan  ikatan  angin lantai  kendaraan,  ikatan  angin rangka busur dan portal akhir.
1. Beban Angin
Perencanaan beban angin mengacu pada SNI 1725:2016 psl. 9.6. [4] Titik-titik yang dikenai beban angin tekan untuk rangka busur atas dan bawah ditunjukkan pada gambar 19.
Gambar 19. Beban Angin Pada Rangka Busur Sumber: Hasil Analisa

## 2. Ikatan Angin Lantai Kendaraan

## Gambar 20. Ikatan Angin Bawah

## Sumber: Hasil Analisa
Ikatan angin bawah (gambar 20) direncanakan menggu- nakan profl box 250 × 250 × 12.
Berdasarkan  hasil  analisa  SAP2000,  diambil  sampel  frame dengan aksial maksimum pada frame 1294 sebagai berikut,
N tarik
= 2476,976 kN
N tekan
= -2045,036 kN
Ikatan  angin  bawah  menerima  gaya  yang  cukup  besar pada  daerah  tumpuan,  karena dikenai  gaya  gempa  yang cukup  besar.  Profil  ikatan  angin  bawah  memiliki  kuat nominal tekan sebesar 3572,066  kN dan  kuat nominal tarik sebesar 3874,406 kN, sehingga penampang box ikatan angin bawah mampu menahan beban yang ada. 3. Portal Akhir
Portal akhir merupakan elemen struktur yang meneruskan gaya  dari  konstruksi  busur  ke  tumpuan.  Analisa  struktur portal  akhir  dihitung  sebagai  hubungan  balok  kolom  pada konstruksi baja (gambar 21).

## Gambar 21. Portal Akhir Jembatan

## Sumber: Hasil Analisa
Kolom  portal  akhir  direncanakan  menggunakan  profil  box 700 × 700 × 25. Berdasarkan hasil analisa SAP2000 diambil
sampel  frame  dengan  tekan  maksimum pada  frame  1822 sebagai berikut:
Mx = -58,864 kNm My = -167.981 kNm V = -7.442 kN N
= -732.897 kN
Penampang  yang  digunakan  mampu  menahan  beban  yang terjadi tanpa adanya penambahan momen, karena nilai bx = 0,85 < 1. Nilai kuat nominal tekan sebesar = 1202,556 kNm dengan kuat lentur nominal = 535185944,4 N.
Untuk  balok  portal akhir  yang  menggunakan sistem rangka direncanakan  menggunakan  profl  box  350×350×12  sebagai balok utama.

## Detail Sambungan
Spesifikasi  yang  digunakan  mengacu  pada specification for structural steel building AISC 2010 section J3 hal. 120 – 122. [9]
1. Sambungan Gelagar Memanjang
Pada  sambungan  gelagar  memanjang (gambar  22) digunakan baut M30 dengan detail seperti tabel 4.
Tabel 4. Baut M30 Baut M30 Ø 33 mm 2 Ab 856 mm 2 Tb 408 kN Fnt 780 MPa Fnv 579 MPa Pelat siku penyambung = L 410 410 10 fy = 290 MPa fu = 500 MPa Bidang geser (n) = 2
Besarnya  gaya  dalam  hasil output program  SAP  adalah sebagai berikut: Mx = 509,681 kNm V = 344,343 kN N = 1198.308 kN
Baut  yang digunakan merupakan tipe baut  yang mengalami tarik dimana kuat ijin satu baut diambil dari nilai terkecil dari perhitungan  kuat  nominal  baut [7].  Diambil  nilai  kuat nominal baut paling kecil, R n = 408,498 kN, sehingga jumlah baut yang digunakan adalah sebagai berikut:
n
= 1198.308
0,75× 408,498 = 3,911 = 4 buah
Susunan  baut  dan  jarak  antar  lubang  baut  didasarkan  pada batasan berikut:
Smin < S < Smax
2.2/3 db < S < 12 tp
2.2/3 × 33 mm < 90 mm < 12 × 10 mm
44 mm < 90 mm < 120 mm
Gambar  22. Detail  Sambungan  Gelagar  Memanjang

## Sumber: Hasil Analisa
2. Sambungan Gelagar Melintang
Untuk  sambunga  pada  gelagar  melintang  digunakan spesifikasi  baut  yang  sama  dengan  sambungan  gelagar memanjang (gambar  23). Output gaya  dalam  dari output program SAP adalah sebagai berikut:
Mx = 4716,508 kNm V = 1524,287 kN N = -805,249 kN

## Gambar 23. Detail Sambungan Gelagar Melintang
Sumber: Hasil Analisa
Jumlah baut yang digunakan adalah,
n = 1524,287 kN 0,75× 461,04 kN
= 2,329 = 3 buah Susunan dan jarak baut sebagai berikut: Smin < S < Smax 44 mm < 90 mm < 120 mm

## 3. Sambungan Busur
Gambar 24. Perencanaan Sambungan Busur Sumber: Hasil Analisa
Data  yang  digunakan  untuk  perencanaan  sambungan  busur atas adalah seperti tabel 5.
Tabel 5. Baut M30 Baut M30 Ø 33 mm 2 Ab 856 mm 2 Tb 408 kN Fnt 780 MPa Fnv 579 MPa Pelat penyambung t = 20 mm fu = 550 MPa Bidang geser (n) = 2
Desain sambungan busur atas mengambil sampel pada detail 1  pada  gambar  26,  yang  dianggap  mewakili  keseluruhan kondisi busur atas dengan nilai gaya dalam yang diambil dari SAP2000 sebagai berikut:
Mx = 826,446 kNm My = 207,157 kNm V = 114,359 kN N = -25492,824 kN
Kuat ijin satu baut diambil dari nilai terkecil dari perhitungan kuat nomnimal baut berikut, section J.3 [9], R n = 461,04 kN Jumlah baut direncanakan sebagai berikut: Beban yang bekerja searah x (Rx)
= 826,446 kNm
0,9 = 918,273 kN
= 207,157 kNm 0,7 = 295,938 kN Rx tot = 918,273+295,938+25492,824 = 26707,036 kN Pada web R web = + × 1 2 ×
= 0,9 0,9+ 0,7 × 1 2 × 26707,036 = 7511,354 kN
n = 7511,354 kN 0,75× 461,04 kN = 21,723 = 22 buah Pada flens R web =
+ × 1 2 ×
= 0,7 0,9+ 0,7 × 1 2 × 26707,036 = 5842,164 kN n = 5842,164 kN
0,75× 461,04 kN
= 16.896 = 17 buah
Susunan  baut  dan  jarak  antar  lubang  baut  direncanakan sebagai berikut: Smin < S < Smax 2.2/3 db < S < 12 tp 2.2/3 × 33 mm < 90 mm < 12 × 10 mm
44 mm < 100 mm < 120 mm

## Gambar 25. Detail Sambungan Busur Atas

## Sumber: Hasil Analisa
Untuk sambungan busur vertikal direncanakan menggu- nakan  baut  M30  juga,  jumlah  baut disajikan  pada  tabel  6. Sambungan busur  vertikal  menggunakan  baut  M30,  jumlah baut disajikan pada tabel 7.

## Perletakan Jembatan
Pada perencanaan bentang utama jembatan direncanakan menggunakan  perletakan  rol  pada abutment dan  perletakan sendi pada pilar [3].
Tabel 6. Rekapitulasi Jumlah Baut Rangka Busur Vertikal
Frame Nu (kN) Rn (kN) Jumlah Baut (n) V 296 -1543.45 230.52 9 V 297 -2250.18 230.52 14 V 298 -2794.26 230.52 17 V 299 -3213.51 230.52 19 V 300 -3409.94 230.52 20 V 301 -3520.6 230.52 21 V 302 -3511.32 230.52 21 V 303 -3404.67 230.52 20 V 304 -3218.68 230.52 19 V 305 -2962.42 230.52 18 V 306 -2642.95 230.52 16 V 307 -2270.05 230.52 14 V 308 -1847.41 230.52 11 V 309 -1505.67 230.52 9 V 310 -1158.41 230.52 7 V 311 -749.997 230.52 5 V 312 794.429 230.52 5 V 313 736.963 230.52 5
Tabel 7. Rekapitulasi jumlah baut rangka busur diagonal
Frame Nu (kN) Rn (kN) Jumlah Baut (n) D 347 2202.83 230.52 13 D 348 2663.14 230.52 16 D 349 -5269.71 230.52 31 D 350 -5394.38 230.52 32 D 351 1818.97 230.52 11 D 352 2398.86 230.52 14 D 353 2835.87 230.52 17 D 354 3195.19 230.52 19 D 355 3627.58 230.52 21 D 356 3989.78 230.52 24 D 357 4228.28 230.52 25 D 358 4336.88 230.52 26 D 359 4284.24 230.52 25 D 360 4082.56 230.52 24 D 361 3823.7 230.52 23 D 362 3550.89 230.52 21 D 363 3324.14 230.52 20 D 364 3207.03 230.52 19
R B A Affandhie dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 16, Nomor 1, Pebruari 2018 (31-46)

## 1. Perletakan Rol
Dari  hasil  analisa  dengan  program  SAP2000,  reaksi perletakan pada rol adalah sebagai berikut,
V
= 22338,1804 kN
Hx = 0
Hy = 1910,770 kN R = 22338,1804 2 + 1910,770 2
= 22419,753 kN Detail perencanaan perletakan rol sesuai dengan reaksi diatas ditunjukkan pada detail gambar 26.

## Gambar 26. Detail Perencanaan Perletakan Rol
Sumber: Hasil Analisa
2. Perletakan Sendi
Untuk  reaksi  perletakan  pada sendi,  hasil  analisa  dengan program SAP2000 adalah sebagai berikut:
V = 27157.384 kN Hx = 29754.115 kN R = √ 27157.384 2 + 29754.115 2
= 3258.67 kN Desain preletakan sendi ditunjukkan pada gambar 277. Lendutan maksimum berdasarkan analisa program SAP2000 terjadi pada kombinasi 2 di tengah bentang sebesar 21,08 cm. Kontrol;
21,08 cm < 800 21,08 cm < 18000 800 21,08 cm
< 22,5 cm
(Memenuhi) (gambar 28)
Gambar 27. Detail Perencanaan Perletakan Sendi Sumber: Hasil Analisa
Kontrol Lendutan Jembatan
Gambar 28. Lendutan yang terjadi Sumber: Hasil Analisa

## Perencanaan Bangunan Bawah
1. Abutment
- Data perencanaan abutment (gambar 29)
Gambar 29. Preliminary Design Abutment Sumber: Hasil Analisa
Tinggi total rencana (h) = 15 m Tebal dinding abutment (b) = 2 m Mutu beton (fc’) = 30 Mpa Mutu tulangan (fy) = 400Mpa Diameter tul. lentur = 32 mm Diameter tul. confinement = 16 mm - Pembebanan pada abutment I (gambar 30)

## Gambar 30. Sketsa Pembebanan pada Abutment
Sumber: Hasil Analisa

## Tabel 8. Rekapitulasi pembebanan abutment
No. Uraian V (kN) Hx (kN) Mx (kNm) My (kNm) 1 Beban permanen Struktur atas 21482 4048 Abutment 22804 16675 Tekanan tanah 14590 -78183 Tekanan tanah akbt gempa 12300 58979 2 Beban Lalu Lintas Beban "D" 6997 1704 Beban Rem 592 6186 Gaya gesek 4271 40797 3 Aksi Lingkungan EQ struktur atass 643 3879 29094 3252 EQ abutment 2607 12503 12503 Beban Angin 20 37 239 395
Dari  tabel 8  perhitungan  pembebanan,  diperoleh  nilai stabilitas abutment sebagai berikut, M guling = 78183.849 kNm M penahan = 142240.653 kNm
Dimana,  stabilitas  penahan abutment harus  memenuhi persyaratan berikut;
SF = ∑ ∑ > 1,5 = 78183.849
142240.653
>  1,5
= 1.819 > 1,5
Kontrol  selanjutnya  adalah  kontrol  geser abutment,  yang harus memenuhi syarat berikut:
SF         = ∑ ∑
1,5
= 7,745  165  44286.415 0.510 33377.539 ≥ 1,5
= 0,7 < 1,5
(Tidak Memenuhi)
Karena abutment tidak  dapat  menahan gaya  geser  yang terjadi, maka  diperlukan  pondasi  tiang  pancang  untuk menambah ketahanan terhadap geser yang terjadi.
- Penulangan dinding abutment (gambar 31) Penulangan menggunakan SP-Coloumn. Untuk ps.  5.7.8.1  bahwa  rasio  dari  tulangan  memanjang kurang dari 0,01 Ag dan > 0,08 Ag.[5]

## Gambar 31. Desain Penulangan Dinding Abutment
Sumber: Hasil Analisa
- Perhitungan daya dukung tiang
Perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang meliputi kapasitas  aksial  dari  kekuatan  daya  dukung  tanah  yang  ada dengan menggunakan metode Luciano Decourt. Menggunakan  tiang  pancang  produksi  PT.  Wika  Beton (gambar 32).
Gambar 32 . Spesifikasi Tiang Pancangan
Penambahan  pondasi  tiang  pancang  pada abutment
direncanakan sebagai berikut, Allowable axial = 223 t Jarak tiang pancang = 3D = 3 × 0,6 = 1,8 m n (jumlah pile) = 45 buah Kedalaman rencana = 58 m Q L
= 214,071 t
Kontrol,
R B A Affandhie dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 16, Nomor 1, Pebruari 2018 (31-46)
214,07 t < 223 t (Memenuhi) 2. Pilar - Data perencanaan pilar (gambar 33) Tinggi dinding rencana (h)= 6 m Tebal pilar (b) = 1,5 m Mutu beton (fc’) = 30 Mpa Mutu tulangan (fy) =400 Mpa Diameter tul. lentur = 32 mm Diameter tul. confinement = 16 mm
Gambar 33. Preliminary Design Pilar
Sumber: Hasil Analisa - Pembebanan pilar (gambar 34 dan tabel 9)

## Gambar 34. Sketsa Pembebanan Pada Pilar

## Sumber: Hasil Analisa
Dari  kombinasi  pembebanan  yang sudah  dilakukan, diperoleh  gaya-gaya  maksimum  yang  bekerja  pada  pilar sebagai berikut,
V
= 44676.361 kN
Hx = 9477.346 kN Hy = 1910.770 kN Mx = 44676.361 kNm My = 75442.554 kNm
- Penulangan pilar
Penulangan menggunakan SP-Coloumn (gambar 36).
Untuk ps. 5.7.8.1  bahwa  rasio  dari  tulangan  memanjang kurang dari 0,01 Ag dan > 0,08 Ag. [5]
Tabel 9. Rekapitulasi pembebanan pilar No. Uraian V (kN) Hx (kN) Hy (kN) Mx (kNm) My (kNm) 1 Beban Tetap Struktur Atas 21488 532 3994 Pilar 6411 211 2 Beban Lalu Lintas Beban "D" 6997 227 1704 Beban Rem 592 6186 Gaya Gesek 4272 40806 3 Aksi Lingkungan EQ Struktur Atas 643 3879 311 29094 3252 EQ Pilar 733 733 1352 1352 Beban Angin 20 37 22 239 395

## Gambar 35. Desain Penulangan Kolom Pilar
Sumber: Hasil Analisa
- Perhitungan daya dukung tiang
Spesifikasi  tiang  pancang  yang  digunakan  pada  pilar  sama dengan yang digunakan pada abutment. Perencanaan pondasi tiang pancang pada pilar dihitung sebagai berikut, Dalam tiang pancang:
Allowable axial = 223 t Kedalaman rencana = 59 m n (jumlah pile) = 27 buah Q L = 185.922449 t
Syarat; 185.92 t < 223 t (Memenuhi)
Metode Pelaksanaan
Metode  pelaksanaan  pembangunan  duplikasi  jembatan Sembayat  ini  direncanakan  mengunakan  metode balanced cantilever dengan dibantu tarikan kabel dan temporary tower yang  dipasang  pada  tepi  jembatan  rencana.  Analisa perhitungan  metode  dan  tahapan  pelaksanaan  (staging analysis) menggunakan bantuan software SAP2000.
Perencanaan  kabel  penggantung  (hanger)  menggunakan cable tipe tension rods, yang dengan tipe M520, sedangkan pada  pelaksanaan balanced  cantilever,  dalam  setengah bentang  dibagi  menjadi  6  segmen,  dimana  setiap  segmen sepanjang 3 λ = 3 × 5 m = 15 meter.

## Stage 1
Panjang tarikan  main span =  3 λ = 3 × 5  m =  15  meter dengan panjang tarikan side span = 38 meter. (gambar 36)

## Gambar 36. Stage 1 Balanced Cantilever

## Stage 2
Panjang tarikan  main span =  6 λ = 6 × 5  m =  30  meter dengan panjang tarikan side span = 38 meter. (gambar 37)
Gambar 37. Stage 2 Balanced Cantilever

## Stage 3
Panjang tarikan main span = 9 λ = 9 × 5 m = 45 meter dengan panjang tarikan side span = 42 meter. (gambar 38)
Gambar 38. Stage 3 Balanced Cantilever

## Stage 4
Panjang  tarikan  main  span  =  3  λ  =  12 ×  5  m  =  60  meter dengan panjang tarikan side span = 42 meter. (gambar 39)

## Gambar 39. Stage 4 Balanced Cantilever

## Stage 5
Panjang  tarikan  main  span  =  15  λ  =  15 ×  5  m  =  75  meter dengan panjang tarikan side span = 46 meter. (gambar 40)
Gambar 40. Stage 5 Balanced Cantilever

## Stage 6
Panjang  tarikan  main  span  =  18  λ  =  18 ×  5  m  = 90  meter dengan panjang tarikan side span = 46 meter. (gambar 41)

## Gambar 41. Stage 5 balanced cantilever
Kontrol kapasitas kabel ditinjau dari kondisi maksimal yaitu pada stage 6. (tabel 10)
Tabel 10. Gaya tarikan kabel stage 6 Elemen Gaya Tarikan Kabel (kN) Min. Break Load (kN) Keterangan Main Span 2172.304 5279 OK Side Span 1876.541 5279 OK

## 4. Simpulan
Dari  hasil modifikasi  desain  duplikasi  Jembatan  Sembayat dengan struktur busur rangka baja maka diperoleh data – data perencanaan sebagai berikut:
1. Dimensi jembatan dengan panjang bentang 180 meter, lebar  jalan  (4/2  UD)  12  meter  dengan  2  lajur  ke arah
Tuban  dan  2  lajur ke  arah  Gresik  ditambah  1,5  meter lebar trotoar di masing-masing sisi jembatan,
2. Untuk  dimensi  busur  sendiri,  memiliki  tinggi fokus busur 35 meter dan tinggi penampang 6 meter,
3. Tebal plat lantai jembatan 25 cm dengan mutu beton fc’ 35 MPa,
4. Mutu baja profil yang digunakan adalah BJ 55,
5. Profil  gelagar  memanjang  WF  488  x  300  x  18  x  11, sedangkan  untuk  profil  gelagar  melintang  WF  900 x 300  x  28  x  16  dengan  ikatan  angin  pada  lantai kendaraan berupa box 250 x 250 x 18,
6. Cable  rod yang  digunakan  adalah  tipe kabel M520 carbon steel dengan ukuran M105 (diameter 102 mm),
7. Elemen busur atas menggunakan box  900 x 700 x  50, sedangkan  elemen  busur  bawah  menggunakan  box 1100 x 900 x 50,
8. Kolom  portal  akhir  menggunakan  700  x  700  x  25, sedangkan balok portal akhir menggunakan box 350 x 350 x 12,
9. Perletakan  menggunakan  jembatan  menggunakan sistem perletakan rol dan sendi,
10. Abutment jembatan direncanakan dengan tinggi dinding 6 meter dan lebar 15 meter. Untuk lebar pile cap pada abutment direncanakan  17,2  meter  dengan  tebal  2 meter. Mutu beton ya ng digunakan adalah f’c 30 MPa. 11. Pilar  jembatan  direncanakan  dengan  tinggi  kolom  6 meter  dan  lebar  15  meter.  Untuk  lebar  pile  cap  pada pilar direncanakan  17,2 meter dengan tebal 1,5 meter.
Mutu beton yang digunakan adalah f’c 30 MPa.
12. Pondasi pada struktur abutment dan pilar menggunakan tiang pancang beton (spun pile) dengan diameter 60 cm.
13. Metode pelaksanan struktur bangunan
atas direncanakan menggunakan metode
balanced cantilever dengan  menggunakan tension  cable yang dihubungkan ke temporary tower.

## Daftar Pustaka
[1] I. Subarkah, Jembatan Baja. Bandung: Idea Dharma, 1979.
[2] A. N. Refani, D. P. Dibiantara, M. Suluch, and A. F. Muqoddam,  “Studi  Alternatif  Bentuk  Rangka Jembatan Canai Dingin Untuk Pejalan Kaki Bentang Kecil  Terhadap  Rasio  Berat  dan  Lendutan,” J.  Apl.
Tek. Sipil, vol. 15, no. 1, pp. 25 – 30, Nov. 2017.
[3] Soemargono dari Naskah Ir.H.J.Struyk dan Prof.Ir.K.H.C.W.Van Der Veen, Djembatan. Jakarta: Buku Tehnik H.Stam, 1953.
[4] BSN (Badan Standarisasi Nasional), RSNI T-03-2005 Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan. Jakarta: BSN, 2005.
[5] BSN (Badan Standarisasi Nasional), RSNI T-12-2004
Perencanaan struktur beton untuk jembatan. Jakarta: BSN, 2004.
[6] BSN  (Badan  Standarisasi  Nasional), SNI  1725:2016 Pembebanan untuk jembatan. Jakarta: BSN, 2016.
[7] BSN  (Badan  Standarisasi  Nasional), SNI  2833:2016 Perancangan  jembatan  terhadap  beban  gempa. Jakarta: BSN, 2016.
[8] R.  Prasmoro,  R.  Prasmoro,  H.  S.  Masiran,  and  E. Wahyuni,  “Modifikasi  Jembatan  Sembayat  Baru  II Menggunakan Sistem Jembatan Busur Rangka Baja ,” J. Tek. ITS, vol. 6, no. 1, pp. 13 – 18, Mar. 2017.
[9] AISC  (American  Institute  Of  Steel  Construction), Specification for Structural Steel Buildings. Chicago: AISC, 2016.