contoh soal Pelabuhan \"Dermaga\"

TUGAS MANDIRI
PELABUHAN

Dosen Pengasuh Mata Kuliah:
Roza Mildawati,ST,.MT














VIORENZA EVERLYN
123110198
VI C








JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ISLAM RIAU
TAHUN AJARAN 2014/2015

DERMAGA
Peranan Demaga sangat penting, karena harus dapat memenuhi semua aktifitas-aktifitas distribusi fisik di Pelabuhan, antara lain :
menaik turunkan penumpang dengan lancar,
mengangkut dan membongkar kargo yang terjamin aman dan lancar,
menghubungakan angkutan dari-ke darat atau dari-ke laut,
merapat, menambatkan dan melepaskan kapal,
tempat penyimpanan yang efektif,
Gudang
fasilitas yang berhubungan dengan lalu-lintas darat

Rancangan Dermaga
Dimensi dermaga ditentukan oleh jenis, ukuran dan jumlah kapal yang menggunakannya
Daerah perairan disekelilingnya harus tenang, dan tidak mudah mengalami pendangkalan.
Ditempatkan pada daerah yang tidak terhalang angin pada saat kapal memasuki / meninggalkan Pelabuhan,
Ditempatkan pada daerah yang memungkinkan kapal dapat beroperasi dengan lancar dari alur masuk pelabuhan sampai ke dermaga yang bersangkutan,
Lokasi Dermaga harus berada dalam koordinasi dengan rencana pemanfaatan lahan untuk area-area disekelilingnya
Dermaga harus ditempatkan pada area dengan akses lalu lintas darat dan fasilitas penyimpanan yang baik
Dermaga harus dikonstruksikan dengan cara yang mudah, kuat dan murah
Lokasi Dermaga harus memungkinkan untuk pertumbuhan dan perkembangan lebih lanjut.

TIPE DERMAGA
Dari bentuk bangunannya, dermaga dibagi menjadi dua, yaitu :
1. Wharf atau Quay
Wharf atau Quay adalah bangunan dermaga yang menempel jadi satu dengan pantai dan umumnya menjadi satu dengan daratan, tanpa dihubungkan dengan suatu bangunan (jembatan). Jenis wharf ini biasanya dipilih bila dasar pantai agak curam atau kedalaman air yang dalam, tidak terlalu jauh dari garis pantai. Kebanyakan digunakan untuk pelabuhan barang potongan atau peti kemas
2. Jetty
Jetty adalah bangunan dermaga yang menjorok ke tengah laut (sungai, danau) untuk mencapai kedalaman yang diperlukan, dan dihubungkan bangunan jembatan ke darat pantai
( disebut Approach Trestle). Sisi muka jetty biasanya sejajar dengan pantai. Jetty dibangun dengan cara memancang tiang sebagai struktur pondasi yang menyangga bangunan Pier atau Trestle di atasnya. Tiang pancang
dapat menggunakan Steel Pile atau Concrete Pile.
Cara ini dipilih bila kedalaman air yang dikehendaki berada jauh dari garis pantai
3. Pier
Pier adalah dermaga yang berada pada garis pantai dan posisinya tegak lurus dengan garis pantai (berbentuk jari). Berbeda dengan wharf yang digunakan untuk merapat pada satu sisinya, pier dapat digunakan pada satu sisi atau dua sisinya sehingga dapat digunakan untuk merapatkan lebih banyak kapal

PEMILIHAN TIPE DERMAGA
Tinjauan topografi daerah pantai
Jenis kapal yang dilayani
Daya dukung tanah

Tinjauan Topografi Daerah Pantai
Di perairan yang dangkal sehingga kedalaman yang cukup, agak jauh dari darat, penggunaan jetty akan lebih ekonomis karena tidak diperlukan pengerukan yang besar. Sedang di lokasi di mana kemiringan dasar cukup curam, pembuatan jetty dengan melakukan pemancangan tiang pancang di perairan yang dalam menjadi tidak praktis dan sangat mahal. Dalam hal ini pembutan wharf adalah lebih tepat.

Jenis Kapal yang Dilayani
Dermaga yang melayani kapal minyak (tanker) dan kapal barang curah mempunyai konstruksi yang ringan dibanding dengan dermaga barang potongan (general cargo), karena dermaga tersebut tidak memerlukan peralatan bongkar muat barang yang besar (kran), jalan kereta api, gudang-gudang, dsb.
Untuk melayani kapal tersebut pengguna pier akan lebih ekonomis. Oleh karena minyak yang dikeluarkan dari kapal pada satu titik (tempat pengeluaran minyak) dengan menggunakan pipa, maka lebar dan panjang dermaga dapat diperpendek. Dermaga yang melayani barang potongan dan peti kemas menerima beban yang besar di atasnya, seperti kran, barang yang
dinongkar-muat, peralatan transportasi (kereta api, truk). Untuk keperluan tersebut dermaga tipe Wharf akan lebih cocok.
Untuk kapal tanker atau kapal barang curah yang sangat besar, pembuatan dermaga untuk menerima kapal tersebut menjadi tidak ekonomis karena diperlukan kedalaman perairan yang sangat besar, sementara kapal sebesar itu jarang menggunakan pelabuhan. Untuk melayani kapal tersebut dibuat tambatan di lepas pantai, dan bongkar-muat barang dilakukan oleh kapal yang lebih kecil atau menggunakan pipa bawah laut.

Daya Dukung Tanah
Kondisi tanah sangat menentukan dalam pemilihan tipe dermaga. Pada umumnya tanah di dekat daratan mempunyai daya dukung yang lebih besar daripada tanah di dasar laut. Dasar laut
umumnya terdiri dari endapan yang belum padat. Ditinjau dari daya dukung tanah, pembuatan wharf atau dinding penahan tanah lebih menguntungkan. Tetapi, apabila tanah dasar berupa karang
pembuatan wharf diperlukan pengerukan. Dalam hal ini pembuatan pier akan lebih murah karena tidak diperlukan pengerukan dasar karang.



contoh soal perencanaan Dermaga

direncanakan suatu dermaga untuk kapal berukuran 4000 ton. Bentuk dermaga seperti gambar di bawah. Lebae dermaga 7 m dan jarak antara balok melintan adalah 3,5 m. Sifat tanah adalah sbb:


Tanah lapis I
Berat jenis tanah timbunan : γ= 1,7 gr/cm³
Sudut gesek dalam : φ = 28°

Tanah lapis II
Berat jenis tanah timbunan : γ= 1,0 gr/cm³
Sudut gesek dalam : φ = 28°
Perbedaan muka air di hulu dan hilir dermaga : h1=0,4 m
Kedalaman air dermaga : h2 = 2,7 m
Koef. Permeabilitas tanah K1 = 1,1 x 10-2

Tanah Lapis III
Berat jenis tanah timbunan : γ= 1,0 gr/cm³
Sudut gesek dalam : φ = 28°
Kemiringan pelabuahn di depan dermaga : m=4
Kohesi tanah : C =0.05 kg/cm²
Koef. Permeabilitas tanah K1 = 1,1 x 10-3

Beberapa data lainnya :
ukuran tiang pancang 40x40 cm
berat jenis beton : 2,4 gr/cm³
σLarsen = 1800 gr/cm2

Perencanaan
Di dalam perencnaan dermaga ini perlu di hitung gaya-gaya luar yang bekerja pada bangunan yg terdiri dari :
Tekanan air pada turap
Tekanan tanah pada turap, yang dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu:
Tekanan tanah aktif di belakang turap
Tekanan tanah pasif di depan bagian turap yang di pancang ke dalam tanah
Gaya tarikan kapal
Gaya benturan kapal.

Perencanaan turap sebagai penahan tanah pada sisi belakang dermaga
Distribusi tekanan air yang bekerja pada turap dapat dilihat dalam gambar di bwah.
Tekanan air
Karena adanya perbedaan elevasi muka air di hulu dan hilir turap maka akan terjadi aliran air dari hulu ke hilir turap. Aliran tersebut terjadi karena adanya gradien hidraulis pada tanah lapis II dan III karena adanya aliaran tersebut maka terjadu pengurukan distribusi tekanna air, dari sebesar a pada elevasi muka air di hilir turap (pelabuhan) menjadi b pada batas anara lapis II dan III, dan akhirnya menjadi c pada ujung bawah turap.
Hitungan tekanna air a,b,c diberikan berikut ini:
Koef. Permeabilitas lap. II : k1
Koef. Permeabilitas lap. III: K2
Gradien hidraulis lap.n II: i1
Gradien hidraulis lap. III: i2
Tekanan tanah pada elevasi muka air di hilir turap (pelabuhan) adalah :
a = h1γw = 0,4

Kecepatan aliran adalah:











Tekanan Tanah

Atau

Dimana :
Pa : tekanan tanah aktif
Pp: tekanan tanah pasif
Pp1: tekanan tanah pasif untuk permukaan tanah miring
γ : berat jenis tanah
Ka : tekanan tanah aktif
Kp: tekanan tanah pasif
Kp1 : koef. Tekanan tanah pasif dengan permukaan tanah miring
φ : sudut gesek dalam
θ : sudut kemiringan tanah dasar di depan turap.

Tanah lapisan I

Tanah Lapisan II

Tanah Lapisan III

Tekanan tanah pasif terjadi pada tanah lapis III:
Bagian tanah dasar pelabuhan dengan kemiringan m (dideoan turap)





Bagian tanah dasar pelabuhan yang datar ( didepan dermaga):

Beban merata di atas dermaga ( berat jenis aspal adalah 2,2) :

Tekanan tanah pada masing masing elevasi dihitung di bawah ini:

Kedalaman turap yang dipancang
Kedalaman pemancangan turap ditentukan berdasarkan momen tekanan tanah pasif terhadap titik tumpu pada sisi atas harus lebih besar dari omen tekanan tanah aktif. Perbandingan antara kedua nilai tersebut harus lebih besqr dari satu, untuk memperhitungkan keamanan. Biasanya digunakan nilai keamanan 1,25 dan 1,50.
Berdasarkan nilai tekanan air dan tekanan tanah seperti tersebut di ats dihitung gaya-gaya dan momen terhadap titik A (perletakan pada sisi atas turap). Hitungan selengkapnya pada tabel dibawah dan hasilnya adalah persamaan berikut.

Pers. Di atas diselesaikan dengan cara coba banding untuk mendapatkan kedalaman turap yang di pancang:



Didapat kedalaman turap yang dipancang adalah h3=4,55m. Dengan memberikan nilai keamanan 1,4 maka kedalaman turap yang di pancang : h=1,4x4,55=6,37 m

Mencari reaksi gaya pada titik tumpu A, RA.
Jumlah momen terhadap ujung bawah turap (kedalaman turap hasil hitunga yaitu h3=4,55 m)




Mencari momen maksimum
Momen maks. Terjadi pada titik dimana nilai SFx = 0

Momen maks. Adalah:

Tegangan lentur yang terjafi dapat dihitung denagn rumus berikut :
σ=MW
Dengan :
σ = tegangan lentur baja 1800 kg/cm²
M = momen lentur
W = modulus tampang

Dipakai turap baja prifil dengan ukuran :
W= 1100cm³ h= 270
F= 156 cm² d = 9,5
b = 400 t = 7,5


Perencanaan Tiang Pancang
Daya dukung tiap terhadap gaya horizontal yang di ijinkan 0,7 ton.

Untuk merencanakan tiang pancang pendukung dermaga dihitung gaya vertikal dan horizontal serat momen gaya terhadap titik tengah pada sisi dasar dermaga Ititk O)
Lebar balok melintang adalah 0,6m dan jarak balok melitang adalh b = 3,5m untuk pias sepanjang 3,5 m gaya gaya dan momen adalah:


Hitungan gaya vertkal dan momen terhadap titik O


Hitungan gaya horizontal dan momen terhadap titik O



Jumlah tiang yang mendukung dermaga adalah 5 buah untuk setiap 3,5 m panjang dengan penenpatan tiang seperti terlihat dalam gambar, jarak tiang-tiang tersebut terhadap titik O adalah :
Absis tiang-tiang:

Gaya vertikal yang bekerja pada tiap tiang dihitung dengan rumus berikut ini.

Gaya horizontal yang bekerja pada tiap tiang adalah:

Gaya horizontal tersebut lebih besar darai gaya dukung yang di ijinkan tiang. Untuk bisa menahan gaya horizontal tersebut maka tiang di pancang miring dengan kemiringan sbb:
Tiang 1,2,3 miring 3:1
Tiang 4, 5 miring 6:1

Proyeksi vertikal dan horizontal dari gaya dukung tiang diberikan pada tabel


Gaya horizontal yang bekerja pada tiap tiang adalah:
Karena gaya yang bekerja pada tiang lebih kecil dari pada gaya dukung ijin, berarti tiang tersebut aman.
Menemukan panjang tiang
Gaya dukung tiang dihitung terhadap gesekan dan lekatan tiang.
Tiang gesekan, dihitung dengan rumus berikut:
dengan
Ket: k = keliling tiang
Z = panjang tiang dalam tanah


Tiang lekatan, dihitung dengan rumus :

Dengan C: kohesi tanah yang dalam contoh ini milainya 0,05 kg/cm² = 0,5 t/m²

Gaya dukung tiang total (gesekan dan lekatan) :

Dengan menyamakan gaya dukung tiang total dengan gaya maks. Yang bekerja pada satu tiang, akan didapat panjang tiang yg harus di pancang.


Panjang tiang total :

Tinjauan terhadap muatan darurat
Muatan darurat berasal dari :
Muatan normal + benturan kapal
Muatan normal + tarikan kapal
Muatan normal + bebturan kapal
Akibat muatan normal dan benturan kapal tidak ditinjau karena gaya akibat benturan kapal mempunyai arah yang berlawanan dengan arah Ra dan Ea ( akibat tekanan tanah aktip di atats turap). Dengan demikian nilai gaya horizontal (H) berkureang sehingga dermaga lebih aman.
Muatan normal + tarikan kapal
Gaya Tarik Untuk Tiap Bollard (Tambatan) Adalah 35 Ton
Jarak antara bollard = 21 m
Di antara bollard terhadap 21/3,5 = 6 balok melintang.
Satu baris tiang menahan gaya sebesar
Jarak vertikal antara gaya horizontal pada bollard

Momen akibat tarikan kapal :



Hitungan gaya dkung tiang miring di berikan dalam tabel.





Chek tiang bekerja satu kelompok
Tinjauan kelompok tiang dapat dilihat dalam gambar. Pengecekan dilakukan pada kedudukkan tiang vertikal. Digunakan dua kelompok tiang untuk mewakili tiang-tiang seluruhnya.

Gaya yang menahan kohesi antara permukaan kelompok dengan tanah ditambah daya dukung tanah di bawah kelompok tiang dengan mengabaikan gesekan: