Perencanaan Jembatan Tahan Gempa Berdasarkan SNI 2833-2008

Abstrak diawali dengan fakta bahwa Indonesia memiliki sekitar 88.000 jembatan, baik nasional maupun provinsi. Angka ini menunjukkan betapa pentingnya infrastruktur jembatan bagi negara kepulauan ini. Namun, abstrak selanjutnya menyoroti kerentanan infrastruktur tersebut terhadap bencana alam, khususnya gempa bumi. Gempa Aceh (2004), Nias (2005), Yogyakarta (2006), dan Padang (2010) disebutkan sebagai contoh peristiwa yang menyebabkan kerusakan signifikan pada jembatan-jembatan di wilayah terdampak. Kerusakan tersebut bervariasi, dari skala kecil hingga kerusakan besar, yang mempengaruhi fungsi dan keselamatan jembatan. Hal ini menjadi latar belakang pentingnya penelitian tentang peningkatan ketahanan gempa pada struktur jembatan di Indonesia.

Abstrak menjelaskan bahwa menurut para pemerhati jembatan di Indonesia, permasalahan utama kerusakan jembatan akibat gempa disebabkan oleh beberapa faktor. Kemajuan perencanaan teknis jembatan masih kurang berkembang, sehingga belum mampu menghadapi tantangan gempa bumi. Selain itu, pelaksanaan konstruksi juga menjadi kendala. Penguasaan metode konstruksi yang sesuai dengan perkembangan teknologi peralatan dan material masih terbatas. Terakhir, sosialisasi dan aplikasi standar nasional Indonesia (SNI) terbaru untuk jembatan tahan gempa juga kurang optimal. Oleh karena itu, dibutuhkan upaya untuk meningkatkan kualitas perencanaan, pelaksanaan konstruksi, dan sosialisasi SNI untuk mengurangi risiko kerusakan jembatan akibat gempa bumi di masa mendatang.

Bagian latar belakang diawali dengan deskripsi geografis Indonesia sebagai negara yang subur dengan kekayaan alam melimpah, termasuk sumber daya pertambangan. Namun, di sisi lain, Indonesia juga dikenal sebagai negara yang rawan bencana, khususnya gempa bumi yang disebabkan oleh pergerakan tektonik. Kondisi kontur tanah yang keras dengan banyak bukit, lembah, dan sungai memisahkan berbagai wilayah, menunjukkan kebutuhan akan infrastruktur penghubung antar daerah, khususnya jembatan. Kondisi ini menjadi konteks penting dalam memahami perlunya perencanaan jembatan yang tahan terhadap guncangan gempa.

Latar belakang selanjutnya membahas kerusakan jembatan akibat gempa bumi. Kerusakan yang terjadi meliputi bagian penyangga, struktur bawah jembatan, dan kondisi tanah di sekitarnya. Kerusakan ini menunjukkan bahwa standar ketahanan gempa pada desain jembatan sebelumnya masih jauh dari ideal. Untuk mengurangi risiko kerusakan tersebut, para insinyur sipil di Indonesia melakukan penelitian lebih lanjut, yang berujung pada penerbitan Standar Nasional Indonesia (SNI) 2833-2008. SNI ini mengatur perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan, menunjukkan upaya untuk meningkatkan kualitas desain dan konstruksi jembatan di Indonesia agar lebih tahan gempa.

Latar belakang juga mencatat perkembangan pesat konstruksi jembatan di Indonesia, baik jembatan sederhana maupun jembatan layang yang lebih kompleks. Namun, permasalahan teknis jembatan di Indonesia tetap memprihatinkan. Kemampuan perencanaan teknis jembatan di daerah-daerah masih tertinggal dari kemajuan teknologi perencanaan, khususnya untuk jembatan khusus yang memerlukan teknologi lebih canggih. Keterbatasan penguasaan teknologi perencanaan, metode pelaksanaan, peralatan, dan material juga menjadi kendala dalam pembangunan jembatan panjang yang semakin dibutuhkan. Sebagian besar permasalahan ini diakibatkan oleh gempa, mengakibatkan dampak negatif pada keselamatan masyarakat dan perkembangan ekonomi antar daerah. Oleh karena itu, perencanaan jembatan bentang 20 meter berdasarkan SNI 2833-2008 menjadi fokus penelitian ini untuk mengatasi permasalahan tersebut, sehingga diharapkan dapat memberikan kontribusi bagi para insinyur, kontraktor, dan konsultan dalam perencanaan jembatan berstandar SNI.

Dari segi akademis, maksud penulisan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi persyaratan kelulusan program Sarjana Strata 1 (S1) Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Setiap mahasiswa diharuskan untuk membuat karya tulis berupa studi kasus, studi literatur, perencanaan/desain, atau penelitian. Tugas akhir ini sendiri difokuskan pada perencanaan jembatan, sejalan dengan perkembangan pesat konstruksi jembatan di Indonesia. Tujuannya adalah untuk menghasilkan desain jembatan yang memenuhi standar dan kriteria yang telah ditetapkan.

Tujuan utama tugas akhir ini adalah merancang sebuah jembatan precast dengan bentang 20 meter yang memenuhi standar ketahanan gempa SNI 2833-2008. Perancangan ini mencakup aspek struktur atas (superstructure) dan struktur bawah (substructure) jembatan. Penulis ingin berkontribusi pada peningkatan kualitas desain jembatan di Indonesia, khususnya dalam hal ketahanan terhadap gempa bumi. Perencanaan jembatan precast dipilih karena berbagai kelebihannya, antara lain kemudahan dalam proses konstruksi dan pengangkutan material. Penulis juga ingin memberikan solusi terhadap permasalahan teknis jembatan di Indonesia, yang sebagian besar disebabkan oleh guncangan gempa, sehingga meningkatkan keselamatan masyarakat dan perkembangan ekonomi antar daerah.

Penulis berharap tugas akhir ini bermanfaat bagi masyarakat luas, khususnya bagi para insinyur sipil, kontraktor, dan konsultan yang berperan penting dalam perencanaan jembatan. Dengan menerapkan standar SNI 2833-2008 dalam perancangan jembatan, diharapkan dapat dihasilkan desain yang lebih aman, handal, dan tahan terhadap gempa. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi dan kontribusi dalam upaya meningkatkan kualitas infrastruktur jembatan di Indonesia, sehingga mendukung pembangunan dan perekonomian nasional.

Bagian metodologi umum menekankan pentingnya analisis yang tepat terhadap berbagai kondisi dalam perencanaan konstruksi. Ketepatan analisis ini menentukan keakuratan data perencanaan, alur pengerjaan, dan pemilihan aturan yang tepat. Kriteria bangunan sipil yang diharapkan adalah kuat, nyaman, dan ekonomis. Ini menunjukkan bahwa metodologi yang digunakan harus komprehensif dan memperhatikan aspek keselamatan, kenyamanan, serta efisiensi biaya. Proses perencanaan jembatan harus mempertimbangkan berbagai faktor untuk mencapai tujuan tersebut.

Metodologi analisis menekankan perbedaan perilaku struktur jembatan dengan struktur bangunan lainnya. Perbedaan ini disebabkan oleh jenis beban yang diterima dan bentuk struktur jembatan itu sendiri. Oleh karena itu, dibutuhkan analisis yang matang dari perencana untuk memahami dan memprediksi perilaku struktur jembatan secara akurat. Analisis ini sangat krusial dalam memastikan keamanan dan ketahanan jembatan, khususnya dalam menghadapi beban-beban ekstrim seperti gempa bumi. Metodologi yang tepat akan memastikan bahwa desain jembatan dapat menahan beban-beban tersebut dengan aman.

Metodologi penyusunan laporan menguraikan tujuh tahap utama penulisan laporan, mulai dari studi literatur, asumsi data, desain awal, pembebanan jembatan, perencanaan struktur atas, perletakan, dan struktur bawah. Data perencanaan jembatan X diasumsikan, yang mencakup data umum jembatan seperti lokasi di jalan arteri primer dengan LHR > 10000, 10 km dari pantai, dan bentang utama 20 meter. Jembatan ini dirancang untuk menahan gempa dengan periode ulang 50 tahun berdasarkan peta gempa 2008. Beban lalu lintas yang diperhitungkan meliputi beban merata, beban garis, beban truk, beban pejalan kaki, dan beban rem, semuanya mengacu pada RSNI T-02-2005. Ketebalan perkerasan diasumsikan 22 cm. Metode perhitungan beban gempa mengacu pada SNI 2833-2008, dengan pertimbangan koefisien geser dasar elastis dan plastis, serta penggunaan metode spektral moda tunggal untuk jembatan sederhana.

Bagian ini membahas beton prategang, menjelaskan bahwa pengurangan atau hilangnya tegangan tarik dalam beton mengurangi risiko retak, bahkan mencapai kondisi bebas retak pada beban kerja. Ini mencegah korosi tulangan baja akibat oksidasi, menjadikannya unggul dibanding beton bertulang biasa, terutama di lingkungan korosif. Keunggulan lain terletak pada tingkat beban kerja dan besar gaya prategang yang ditentukan oleh tegangan ijin dalam beton. Sistem beton prategang memadukan beton mutu tinggi dan baja mutu tinggi, mengatasi kelemahan beton dalam menahan tegangan tarik dengan memanfaatkan kekuatan tarik baja. Disebutkan pula bahwa beban mati permanen dapat dilawan dengan menambah eksentrisitas gaya prategang, menghemat material. Batang beton prategang juga memiliki peningkatan perlawanan terhadap gaya geser karena pengaruh prategang tekan yang mengurangi tegangan tarik utama. Profil I-girder dipilih untuk gelagar utama jembatan dalam perencanaan ini.

Bagian ini menjelaskan perencanaan tendon pada beton prategang, menekankan pentingnya perencanaan posisi tendon agar tegangan ekstrim pada beban kerja tidak melebihi nilai ijin maksimum (berdasarkan standar ACI, PCI, AAHSTO, CEP-FIP). Disebutkan dua metode penggunaan tendon: metode draped dengan alinyemen lengkung gradual (bentuk parabola) untuk beban terbagi rata, dan metode harped dengan alinyemen miring diskontinu untuk beban terpusat. Pemilihan metode bergantung pada jenis dan distribusi beban pada balok.

Bagian ini merujuk pada Tim Revisi Peta Gempa Indonesia 2010, yang menekankan potensi kerugian besar dan ketidakpastian dalam memprediksi gempa. Gempa dapat menyebabkan likuifaksi, cyclic mobility, dan kerusakan struktur akibat gaya inersia. Perencanaan infrastruktur tahan gempa memerlukan analisis dan pemilihan parameter pergerakan tanah untuk mendapatkan beban gempa rencana. Analisis seismik rinci tidak selalu dibutuhkan untuk jembatan bentang tunggal sederhana, namun panjang perletakan minimum dan hubungan antara bangunan atas dan bawah harus direncanakan untuk menahan gaya inersia (reaksi beban mati x koefisien gempa). Terdapat empat prosedur analisis, dengan prosedur 1 dan 2 cocok untuk perhitungan manual pada jembatan beraturan yang bergetar pada moda pertama. Faktor reduksi (Rd) dan spektra respon gempa juga dibahas, termasuk pengaruh konfigurasi tanah (teguh, sedang, lembek) pada perencanaan fondasi. Pengaruh rangkak dan penyusutan pada jembatan beton juga dipertimbangkan.

Bagian ini membahas perencanaan pondasi tiang pancang, membedakan antara displacement pile (tanpa penggalian tanah) dan jenis pondasi lainnya. Pondasi dirancang agar gaya luar tidak melebihi gaya dukung tiang, memperhitungkan gaya geser negatif dan perbedaan tekanan tanah. Panjang tiang ditentukan berdasarkan tumpuan ujung dan geser, mempertimbangkan jenis bangunan atas, mekanisme beban, dan kondisi tanah. Daya dukung tiang tunggal dan kelompok berbeda, terutama pada tanah lempung. Pada lapisan pasir, pemancangan tiang mengubah kepadatan tanah sekitar, dan rumus Mayerhof (dimodifikasi oleh A.I.J) dapat digunakan untuk menghitung gaya dukung tiang.