PEMBEBANAN PADA JEMBATAN

Dalam perencanaan struktur jemabatan secara umum, khususnya jembatan komposit, hal yang perlu sekali diperhatikan adalah masalah pembebanan yang akan bekerja pada struktur jembatan yang dibuat. Menurut pedoman Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya (PPPJJR No 378/1987) dan PMJJR No 12/1970 membagi pembebanan jembatan dalam dua kelas, yaitu:

Kelas	Berat Beton
A B	10 8

Table 2.1 Kelas tekan as gandar (PMJJR No.12/1970)

Ada beberapa macam pembebanan yang bekerja pada struktur jembatan, yaitu:

1  Beban Primer

Beban primer merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan, yang terdiri dari: beban mati, beban hidup, beban kejut dan gaya akibat tekanan tanah. 

a.    Beban mati

Beban mati adalah beban yang berasal dari berat jembatan itu sendiri yang ditinjau dan termaksud segala unsur tambahan tetap yang merupakan satu kesatuan dengan jembatan. Untuk menemukan besar seluruhnya ditentukan berdasarkan berat volume beban.

b.    Beban hidup

Beban hidup adalah semua beban yang berasal dari berat kendaraan-kendaraan yang bergerak dan pejalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan. Penggunaan beban hidup di atas jembatan yang harus ditinjau dalam dua macam beban yaitu beban “T” yang merupakan beban terpusat untuk lantai kendaraan dan beban “D” yang merupakan beban jalur untuk gelagar.

Gambar 2.1 beban “D”

Untuk perhitungan gelagar harus dipergunakan beban “D” atau beban jalur. Beban jalur adalah susunan beban pada setiap jalur lalulintas yang terdiri dari beban yang terbagi beban rata sebesar “q” ton/m panjang perjalur dan beban garis “p” ton perjalur lalulintas. Untuk menentukan beban “D” digunakan lebar jalan 5,5 m, maka jumlah jalur lalulintas sebagai berikut:

Gambar 2.2 ketentuan penggunaan beban “D”

Table 2.2 jumlah jalur lalulintas

Lebar lantai kendaraan (m)	Jumlah jalur lalulintas
5,50 – 8,25 m 8,25 – 11,25 m 11,25 – 15,00 m 15,00 – 18,75 m 18,75 – 32,50 m	2 3 4 5 6

(PPPJJR No. 378/KPTS/1987)

Untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan sama atau lebih kecil dari 5,50 m makan beban “D” sepenuhnya (100%) dibebankan pada seluruh lebar jembatan dan kelebihan lebar jembatan dari 5,5 m mendapat separuh beban “D” (50%). Jalur lalulintas ini mempunyai lebar minimum 2,75 m dan lebar maksimum 3,75 m. Beban “T” adalah beban kendaraan Truck yang mempunyai beban roda 10 ton (10.000 Kg) dengan ukuran-ukuran serta kedudukan dalam meter, seperti tertera pada gambar 2.3 untuk perhitungan pada lantai kendaraan jembatan digunakan beban “T” yaitu merupakan beban pusat dari kendaraan truck dengan beban roda ganda (dual wheel load) sebesar 10 ton                                          

Gambar 2.3 beban “T” bekerja pada lantai kendaraan

Dimana beban garis P= 12 ton sedangkan beban q ditentukan dengan ketentuan sebagai berikut:

Q= 2,2 t/m                                             untuk L<30 m

Q= 2,2t/m – (11/60)x(L-30) t/m            untuk   30>L< …..[2-1]                      

Q= 1,1x(1+(30/L))t/m                           untuk L>60m

Dimana L adalah panjang bentangan gelagar utama (m) untuk menentukan beban hidup, beban terbagi rata (t/m/jalur) dan beban garis (t/jalur) dan perlu diperhatikan ketentuan bawah.

Beban terbagi merata     =  Q ton/meter………................[2-2]

                                              2,75 m

Beban garis                    = Q ton ......................................[2-3]

                                          2,75 m

Angka pembagi 2,75 meter diatas selalu tetap dan tidak tergantung pada lebar  jalur lalulintas. Dalam perhitungan beban hidup tidak penuh, maka digunakan:

·      Jembatan permanen= 100% beban “D” dan “T”.

·      Jembatan semi permanen= 70% beban “D” dan “T”.

·      Jembatan sementara= 50% “D” dan “T”.

Dengan menggunakan beban “D” untuk suatu jembatan berlaku ketentuan ini.

c.    Beban kejutan/Sentuh

Beban kejut merupakan factor untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh getaran dan pengaruh dinamis lainnya. Koefesien kejut ditentukan dengan rumus:

K= 1+ ……………………………………………….[2-4]       

Dimana:                    K= koefesien kejut

                        L= panjang/ bentang jembatan

2  Beban Sekunder

Beban sekunder adalah beban yang merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam penghitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan.

a.    Beban Angin

Dalam perencanaan jembatan rangka batang, beban angin lateral diasumsikan terjadi pada dua bidang yaitu:

·      Beban angin pada rangka utama.

Beban angin ini dipikul oleh ikatan angin atas dan ikatan angin bawah.

·      Beban angin pada bidang kendaraan

Beban angin ini dipikul oleh ikatan angin bawah saja. Dalam perencanaan untuk jembatan terbuka, beban angin yang terjadi dipikul semua oleh  ikatan angin bawah.

b.   Gaya Akibat Perbedaan Suhu

Perbedaan suhu harus ditetapkan sesuai dengan keadaan setempat yaitu dengan perbedaan suhu.

·      Bangunan Baja

1)   Perbedaan suhu maksimum-minimum= 30⁰C

2)   Perbedaan suhu antara bagian-bagian jembatan= 15⁰C

·      Bangunan Beton

1)   Perbedaan suhu maksimum-minimum= 15⁰C

2)   Perbedaan suhu antara bagian-bagian jembatan=10⁰C

Dan juga tergantung pada koefisien muai panjang bahan yang dipakai misalnya:

·      Baja ε =12x10^-6/⁰C

·      Beton ε =10x10^-6/⁰C

·      Kayu ε =5x10^-6/⁰C

c.    Gaya Rangkak dan Susut

Diambil senilai dengan gaya akibat turunnya suhu  sebesar 15⁰C

d.   Gaya Rem dan Traksi

Pengaruh ini diperhitungkan dengan gaya rem sebesar 5% dari beban “D” tanpa koefisien kejut. Gaya re mini bekerja horizontal dalam arah jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,80 m dari permukaan lantai jembatan.

e.    Gaya Akibat Gempa Bumi

Bekerja kea rah horizontal pada titik berat kontruksi.

KS = E x G ……………………………………………[1-5]

Dimana:

KS     = koenfisien gaya horizontal (%)

G       = beban mati (berat sendiri) dari kontruksi yang ditinjau.

E       = koefisien gempa bumi ditentukan berdasarkan peta zona gempa    dan biasanya      diambil 100% dari berat kontruksi.

f.     Gaya Gesekan Pada Tumpuan Bergerak

Ditinjau hanya beban mati (ton). Koefisien gesek karet dengan baja atau beton= 0,10 sampai dengan 0,15.

3  Beban Khusus

Beban khusus yaitu beban-beban yang khususnya bekerja atau berpengaruh terhadap suatu struktur jembatan. Misalnya: gaya sentirfugal, gaya gesekan pada tumpuan, beban selama pelaksanaan pekerjaan struktur jembatan, gaya akibat tumbukan benda-benda yang hanyut dibawa oleh aliran sungai.

a.    Gaya sentrifugal

Konstruksi yang ada pada tikungan harus diperhitungkan gaya horizontal radial yang dianggap bekerja horizontal setinggi 1,80 m di atas lantai kendaraan dan dinyatakan  dalam % terhadap beban “D” dengan rumus sebagai berikut:

……………………………………[2-6]

Dimana:

S= gaya sentrifugal (%) terhadap beban “D” tanpa factor kejut.

V= kecepatan rencana (km/jam).

R= jari-jari tikungan (m).

b.   Gaya Gesekan pada Tumpuan

Gaya gesekkan ditinjau hanya timbul akibat beban mati (ton). Sedangkan besarnya ditentukan berdasarkan koefisien gesekan pada tumpuan yang bersangkutan dengan nilai:

·      Tumpuan rol

o  Dengan 1 atau 2 rol     :0,01

o  Dengan 3 atau lebih    :0,05

·      Tumpuan gesekan

o  Antara tembaga dengan campuran tembaga keras      =0,15

o  Antara baja dengan baja atau baja tuang                    =0,25

c.    Gaya Tumbukkan pada Jembatan Layang

Untuk memperhitungkan gaya akibat antara pier (bangunan penunjang jembatan diantara kedua kepala jembatan) dan kendaraan, dapat dipikul salah satu dan kedau gaya-gaya tumbukkan horizontal:

·      Pada jurusan arah lalulintas sebesar………………..100 ton

·      Pada jurusan tegak lurus arah lalulintas……………50 ton

d.   Beban dan Gaya selama pelaksanaan

Gaya yang bekerja selama pelaksanaan harus ditinjau berdasarkan syarat-syarat pelaksanaan.

e.    Gaya Akibat Aliran Air dan Benda-benda Hanyut

Tekanan aliran pada suatu pilar dapat dihitung dengan rumus:

P=KxV²………………………………………………....[2-7]

Dimana:

P= tekanan aliran air (t/m²)

V= Kecepatan aliran air (m/det)

K= koefisien yang bergantung pada bentuk pier