7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 1/53
BAB VII
BANTALAN REL
1. TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM
Setelah mempelajari pokok bahasan ini, mahasiswa diharapkanmampu :
1. Mengetahui pengertian, fungsi, bentuk dan sifat bantalan rel untukstruktur jalan rel.
2. Mengetahui metode perencanaan bantalan rel untuk perencanaanstruktur jalan rel yang sesuai P 1! tahun 1"#$.
2. TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS
Setelah mempelajari pokok bahasan ini, diharapkan mahasiswa mampu :1. Mengetahui pengertian dan fungsi bantalan rel.2. Mengetahui klasi%kasi dan jenis bantalan rel yang digunakan di&ndonesia.'. Menjelaskan spesi%kasi bantalan rel untuk struktur jalan rel yang
terkait dengan perencanaan stabilitas dan keamanan.(. Menghitung dimensi bantalan yang diperlukan sesuai dengan jenis rel
dan kelas jalan rencana.
A. PENGERTIANUMUM
)antalan merupakan suatu struktur untuk mengikat rel *denganpenambat+ sedemikian sehingga kedudukan rel menjadi kokoh dankuat. )antaln juga membentuk sistem pembebanan dari kendaraan relterdistribusi secara lebih ringan dan merata kepada struktur fondasi.)antalan mempunyai fungsi yang sangat penting dalam membentuksuper-structure *struktur bagian atas+ dalam struktur jalan rel. leh karenaitu diperlukan perencanaan yang baik mengenai jenis dan karakteristiknya,inter-koneksi daerah yang akan dilayani oleh jalan rel *daerah timbunanatau galian+ terhadap fungsi drainasi, ukuran bantalan yang akandigunakan dan berbagai pertimbangan teknis lainnya.
B. FUNGSI DAN JENISBANTALAN
1. FungsiBantaan
)antalan merupakan salah satu bagian dari struktur jalan rel yang mampumelayani fungsi sebagai berikut :
a. Mengikatmemegang rel dengan alat penambat, pelat andas dan bout ,sehingga geometrik rel yang terkait dengan konsistensi lebar sepurtetap dapat terjaga *1!$/ mm untuk &ndonesia+ akibat gerakan rel arahlateral dan longitudinal.
b. Menerima beban 0ertikal dan lateral yang disebabkan oleh bebanstatis rel dan
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 2/53
beban dinamis akibat pergerakan kereta dengan baik.
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 3/53
Ba! VII Bantaan
76
c. Mendistribusikan beban yang diterima bantalan kepada strukturfondasi yang ada di bawahnya dengan tegangan arah 0ertikal yanglebih kecil dan merata.
d. Menstabilisasikan struktur jalan rel terhadap gaya lateral yangmemaksa rel untuk bergeser ke arah luar *penyimpangan arah lateral+.
e. Menghindari kontak langsung antara rel dengan air
tanah.
2. J"nisBantaan
• enis struktur bantalan dapat dibagi sesuai dengan bahan dankarakteristik penyusunnya1, yaitu :
1. )antalan ayu *WoodenSleeper +,
2. )antalan )esi *Steel Sleeper +,
'. )antalan )eton *ConcreteSleeper +,
(. )antalan Slab-3rack *SlabTrack +.
• Pemilihan jenis bantalan pada umumnya ditentukan olehfaktor :a. karakteristik beban yangdilayani, b. umur rencana,c. harga bantalandan
d. kondisi tanahdasarnya.
#. B"ntu$ Bantaan
)entuk bantalan dapat dibagi menurut arah pemasangannya yaitu )antalan4rah Melintang *)antalan ayu, )aja dan )eton+ yang dipasang tegak lurusarah rel, dan )antalan 4rah Membujur *Concrete Slab-Track + yangdipasang searah rel. Pemasangan bantalan melintang banyak digunakandi &ndonesia. Pemasangan bantalan arah membujur perlu memperhatikanbeberapa pertimbangan berikut ini :
a. 4ir hujan akan terbendung di antara slab track, sehinggadibutuhkan kondisi
balas yang prima dengan demikian penyaluran air hujan dapatberlangsung dengan baik. &mplikasi dari penggunaan bantalan ini,adalah diperlukannya frekuensi pemeliharaan *pembersihan+ balasyang tinggi dimana akan menyebabkan anggaran pemeliharaansemakin tinggi.
b. iperlukan konstruksi penambat arah melintang supaya jarak antarbantalan tetap terpelihara dengan baik.
c. )ahan konstruksi yang tepat untuk bantalan membujur adalahkonstruksi beton mengingat pertimbangan praktis dan teknisnya.
%. PERHITUNGAN PEMBEBANAN PADABANTALAN
1. K&ns"' P"(!"!anan
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 4/53
Prasarana Transportasi Jalan Rel
77
'a)a R"Pembebanan pada bantalan diperhitungkan menggunakan modelbalok di atas tumpuan elastik. 5ambar berikut menjelaskan perhitunganmomen dan de6eksi rel untuk mendapatkan persamaan untuk menentukanletak titik momen dan de6eksi maksimum pada rel.
1)erbagai gambar jenis bantalan dapat dilihat dalam La('i*an #
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 5/53
78
Ba! VII Bantaan
P
Ba&$ M"n"*us
BMD
+1
M , -
M(a
Persamaan Momen : 5ambar /.1. istribusi Momen
• ika : cos λ x 1 – sin λ x 1 7 !, maka
Momen 7 !.
ika : Momen 7 !, maka :
*/.1+
x 1 7 = dan λ 7
*/.2+
• ika : cos λ x 1 – sin λ x 1 7 1, maka Momen 7 Maksimum.
7 !,'1# P81
*/.'+
P
Ba&$ M"n"*us
D"/"$si
+2
0 , -
0(a
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 6/53
Prasarana Transportasi Jalan Rel
79
Persamaan e6eksi : 5ambar /.2. istribusi e6eksi
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 7/53
*/.(+
• ika : cos λ x 2 + sin λ x 2 7 !, maka e6eksi 7 !. ika : 9 7 !, maka :
x 2 7 = = ' x 1
• ika : cos λ x 2 + sin λ x 2 7 1, maka e6eksi 7 Maksimum.
7 !,'"'*/.+
2. K&ns"' P"(!"!anan 'a)aBantaan
5ambar /.' Sket distribusi beban rel kebantalan
ari 5ambar di atas dapat dilihat bahwa bebanyang didistribusikan kepada struktur bantalanmerupakan beban merata tepi bawah rel, sehinggadapat *dari konsep beam on elastic foundation+digunakan persamaan fungsi elastik tumpuan
bantalan sebagai :
; 7 k ×
Y maks
ika Y maks 7 !,'"' , dan diperhitungkan pengaruh superposisi
gandar pada kereta api, maka distribusi beban ke bantalan dapat dituliskan
sebagai :
<1 7 2 × ; × S 7 2 × * k × + × S 7 !,/#$*/.$+
dimana : S 7 jarak antar bantalan *P. =o.1!
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 8/53
3ahun 1"#$+
% & n t & :
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 9/53
ika digunakan >.( *? 7 2,1 × 1!$ kgcm2, dan &8 7 2'($ cm(+ yang
dipasang pada
elas alan &, S 7 $! cm dan k *nilai modulus jalan rel+ 7 1#! kgcm 2. 3entukanbeban yang didistribusikan dari rel ke
bantalan @
λ 7 = = !,!!"#cm-1
x 1 7 = = #!,1(
cm
<1 7 !,/#$ 7 ,/#$ 7 !," Pd
≈ $! A Pd
*<1 : beban dari kendaraan kereta api ke
bantalan+
A su ( s i : ika digunakan dalam perencanaan adalah beban gandarmaksimum *1# ton+, maka Ps 7 "!!! kg. Bntuk elas alan 1*Crencana 7 1! kmjam+, beban dinamik *Pd+ dapat ditentukan sebagai :
Pd 7 D 1 E !,!1 × Ps F 71$."(!,' kg
<1 7 $!A Pd 7 $!A *1$."(!,'+ kg 71!.1$(,1# kg.
D. BANTALANKA0U
)antalan kayu dipilih sebagai struktur bantalan pada jalan rel denganpertimbangan bahannya yang mudah diperoleh *jika masih memungkinkandari hutan tropis+ dan mudah dalam pembentukan dimensi *tidakmelibatkan peralatan yang berat dan rumit+. Meskipun demikian,penggunaan bantalan kayu saat ini di &ndonesia saat ini sangat jarang dipilih
karena pertimbangan konser0asi hutan terkait dengan semakin jarangnyakayu kelas kuat & dan && yang terpilih, dan jika adapun, harganya tinggi.Masalah yang ada dalam bantalan kayu, hanyalah pengawetan yangharus merata dan sempurna.
1. Sa*at Mutu3 K"$uatan )an K"a4"tanBantaan Ka2u
)eberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan materialkayu harus memenuhi persyaratan berikut ini.a. Syarat umum bantalan kayuadalah :
• Btuh dan padat• 3idak bermata• 3idak ada lubang bekas ulat• 3idak ada tanda-tanda permulaam lapuk kayu.
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 10/53
• adar air maksimum 2 A.
b. )antalan kayu harus terbuat dari kayu mutu 4 dengan kelas kuat &atau && dan kelas awet & atau && *Peraturan onstruksi ayu &ndonesia,1"$1+.Persyaratan kayu bermutu 4 adalah kayu yang memenuhi persyaratanberikut ini :• ayu harus kering udara
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 11/53
• )esarnya mata kayu tidak melebihi 1$ dari lebar bantalan dantidak boleh lebih dari ', cm *5ambar /.(+.
• )alok tidak boleh mengandung wanvlak *sisi lengkung+ yanglebih besar daripada 11! tinggi bantalan dan 11! lebar bantalan.
• emiringan arah serat *tg α+ tidak boleh melebihi 11!.
•
>etak-retak arah radial *hr+ tidak boleh melebihi G lebar bantalan,dan retak-retak menurut lingkar tumbuh *ht+ tidak boleh melebihi 1 tebalbantalan*5ambar /.+.
5ambar /.( Mata kayu *d1+ pada
bantalan
5ambar /. 4rah retak radial dan lingkartumbuh
2. %&nt& Kau untu$ Bantaan
)eberapa contoh kayu yang biasa digunakan untuk bantalan diberikandalam 3abel
/.1 berikut ini.
3abel /.1 Hontoh jenis kayu untukbantalan
Na(a B&tanis Na(a K"as K"as
&ntsia spec.di0 Merbau & I && & I &&
?usideroJylon Kwageri 3.et Blin, )orneo, ayu & &
Manikara kauki Sawo ecik & &
4dina minuti6ora 0al )erumbung
5erunggang
& I && &&
3ectona grandis L.f ati && & I &&
albergia Latifolia >oJb Sonokeling && &Sumber : Peraturan onstruksi ayu &ndonesia, 1"$1
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 12/53
#. U(u* Bantaan Ka2u
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 13/53
Secara umum bantalan kayu kelas awet & dan && adalah # tahun dankelas awet && adalah tahun untuk kondisi terbuka dan berhubungandengan tanah yang lembab dengan serangan rayap dan bubuk kayu keringhampir tidak ada.
Bntuk memperpanjang umur bantalan dari pelapukan *terutama kelas awet&&+ dapat dilakukan pengawetan dengan bahan-bahan kimia misalnyaretesi pengawetan 1!, yang akan memberikan umur manfaatmancapai 2 kali lipat umur tanpa pengawetan. Selain daripelapukan, umur bantalan juga dipengaruhi oleh kerusakan *patah+pada posisi di bawah rel oleh karena itu perkuatan pelat andas dapatdigunakan untuk menambah tahanan kayu dari tegangan kontak di kaki rel.
Selama umur pelayanan, secara berkelanjutan harus dilakukan pemeliharaandengan menggantikan bantalan kayu yang rusak sehingga umur manfaatbantalan secara keseluruhan dapat dipertahankan untuk waktu yang lebihlama.
5. U$u*an BantaanKa2u
Menurut Peraturan inas =o.1! tahun 1"#$, ukuran bantalan kayudibedakanberdasarkan lokasi pemasangan, yaitu :
a. )antalan ayu pada alan Lurus : 2!! J 22 J1' *P4+
21! J 2! J 1( *=>+b. )antalan ayu pada embatan : 1#! J 22 J2! *P4+
1#! J 22 J 2( *=>+
3oleransi yang perbolehkan untuk panjang bantalan : E (! mm s.d. I 2!mm, untuk lebar bantalan : E 2! mm s.d. I 1! mm dan untuk tinggibantalan : E 1! mm. )entuk penampang melintang bantalan kayu harusberupa empat persegi panjnag pada seluruh tubuh bantalan.
6. Sa*at K"$uatanBantaan Ka2u
Pada bagian tengah dan bawah bantalan kayu harus mampu menahan
momen maksimum yang disyaratkan, sebagaimana dijelaskan dalam 3abel/.2.
3abel /.2 Momen Maksimum )antalan ayu
K"as Ka2uM&("n
Ma$si(u(
& #!!
&& '!Sumber : P.=o.1! 3ahun 1"#$
Bntuk syarat tegangan ijin yang diperbolehkan bagi kelas kuat & dan &&
dapat dilihat dalam 3abel /.'.
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 14/53
J"nis T"gangan I8inK"as Kuat
I II
3abel /.' 3egangan &jin ayu elas uat & dan &&
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 15/53
Lentur *σlt dalam kgcm2+ 12 #'
3ekan Sejajar Serat * σtk dalam kgcm2+ 1!# /1
3arik Sejajar Serat * σtr dalam kgcm2+ 1!# /1
3ekan 3egak Lurus Serat *σtk⊥dalam '' 21
5eser *τ dalam kgcm2+ 1/ 1!Sumber : P& 3ahun 1"$1
9. P"*"n:anaan Di("nsi Bantaan Ka2u
alam perencanaan dimensi bantalan, bantalan sepenuhnya menahantegangan lentur yang persamaannya dituliskan sebagai berikut :
*/./+
4pabila penampang bantalan adalah persegi panjang Persamaan/./ dapat dituliskan sebagai :
*/.#+
Momen pada persamaan di atas, dapat dihitung berdasarkan teori balokberhinggi di atas perletakan elastis *nite beam on elastic foundation+sebagaimana dijelaskan dalam )ab &C. Momen maksimum yang dapatdipikul dihitung berdasarkan tegangan ijin kayu berdasarkan kelas kuatnyasebagaimana diberikan dalam 3abel /.2.
;. P"*itungan Di("nsiBantaan Ka2u
4nalisis tegangan pada bantalan didasarkan pada balok terbatas *nitebeam+ dengan perhitungan pada faktor kekakuan tertentu.
P"* it unga n un t u$ D i ( "ns i B an t a a nK a u K " a s I
a t a )an t a l a n : biasanya digunakan bantalan kayu *2!! × 22 × 1'+ cm' *P.
1! 3ahun
1"#$+ dengan σlt 7 12 kgcm2
, ? *modulus elastisitas kayu+ 7 1,2 × 1!
kgcm2 dan
k *modulus jalan rel 7 reaksi balas+ 7 1#! kgcm2.
P*&s")u* '"* it unga n ) i8 " as$a n !"* i$ut i ni <
1. Perhitungan λ )antalan ayu :
λ 7
2. Perhitungan Momen di 3itik H dan ,tepat di bawah kaki rel *lihat 5ambarSamping anan+:
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 16/53
MH 7 D 2 cosh2 λ a *cos 2λ c E cosh λ + I 2 cos2 λ a
*cosh 2λ c E cos λ + I sinh 2λ a *sin 2λ c E sinh λ + I sin 2 λ a *sinh 2λ c
E sinh λ +F*/."+
'. Perhitungan Momen di 3itik *3engah )antalan+ :
M 7 - Dsinh λ c *sin λ c E sin λ !-c"+ E sin λ c *sinh λ c
E sinh λ *-c"+ Ecosh λ c cos λ * - c+ I cos λ c cosh λ * - c+F*/.1!+
(. Perhitungan Momen &jin )antalan
M 7 ×
*/.11+
dimana,
λ 7 #umpin$ factor
&J 7 Momen inersia rel pada sumbu J I JM 7 Momen pada bantalanPd 7 )eban dinamis dari kendaraan< 7 )eban yang dapat diterima oleh bantalan
7 b × h2 *untuk bantalan berbentuk persegi panjang+
% & n t & :
ika digunakan data bantalan : *2!! × 22 × 1'+ cm' *P. 1! 3ahun 1"#$+
dengan σlt 7
12 kgcm2, ? *modulus elastisitas kayu+ 7 1,2 × 1! kgcm2 dan k
*modulus jalan
rel 7 reaksi balas+ 7 1#! kgcm2. Nitunglah momen yang terjadi padabantalanakibat pengaruh superposisi beban dan momen ijin bahanbantalan, untuk mendapatkan beban yang dapat diterima oleh bantalan @% a t a t a n < Perhitungan momen di titik H dan , dapat dilakukan denganmudah dengan menuliskan terlebih dahulu penyelesaian
persamaan-persamaantrigonometri dan fungsi hiperbolikusnya dari fungsi λ dan data dimensi
bantalan
yang digunakannya.
Ja 4 a!a n <1. ata :
• amping ;actor :
λ 7 7 7 !,!1/2"cm
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 17/53
• imensi )antalan :
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 18/53
sin λ L = -0.311
sinh λ L = 15.861
cosh λ a = 1.318
cosh 2 λ c = 3.424
cosh λ L = 15.892
cos λ a = 0.712
sinh 2λ
a = 2.265
sin 2 λ c = 0.946
sinh 2 λ c = 3.275
sin 2 λ a = 1.000
cos 2 λ c = -0.325
cos λ L = -0.950
sinh λ c = 1.101
sin λ c = 0.814
sin λ (L-c) = 0.593
sinh λ (L-c) = 6.094
cosh λ c = 1.487
cos λ (L-c) = -0.805
cos λ c = 0.581
cosh λ (L-c) = 6.175
L 7 2!!cm a 7 (cmc 7 cm
2. Penyelesaian fungsi trigonometri dan hiperbolikusnya :
MOMEN CALC.:
'. Menggunakan persamaan */."+ dan */. 1!+, diperoleh nilai momen dititik H
dan sebagai:
MH 7 ".#'!2#'
< M 7 - (.#/22'
<
dimana, < 7 beban yang dapat diterima oleh bantalan
(. Momen ijin bantalan dapat dihitung menggunakan persamaan */. 11+ :
Mijin 7 × 7 12 × 22 × 1'2 7 //.(#,'' kg.cm
. )eban yang dapat diterima oleh
bantalan : MH 7 Mijin
".#'!2#' < 7 //.(#,''
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 19/53
< 7 /.#/",$ kg.
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 20/53
85
$. ari perhitungan beban kendaraan dinamik jika digunakan dalamperencanaan adalah beban gandar maksimum *1# ton+, maka Ps 7 "!!!kg. Bntuk elas alan 1 *Crencana 7 1! kmjam+, beban dinamik *Pd+dapat ditentukan sebagai :
Pd 7 D 1 E !,!1 × Ps F 71$."(!,' kg.
maka, beban yang diterima bantalan dari kendaraan
kereta api : <1 7 $! A Pd 7 1!.1$(,1# kg.
sehingga:
< * /.#/",$ kg+ O <1 *1!.1$(,1# kg+,
.ti)a$ OK =
K "s i ( 'u a n < )antalan kayu tidak dapat menerima beban kereta apiuntuk elas
alan 1 dengan beban gandar 1#ton.
E. BANTALANBESI
)antalan kayu dipilih sebagai struktur bantalan pada jalan rel denganpertimbangan bahannya yang mudah diperoleh *jika masih memungkinkandari hutan tropis+ dan mudah dalam pembentukan dimensi *tidakmelibatkan peralatan yang berat dan rumit+. Meskipun demikian,penggunaan bantalan kayu saat ini di &ndonesia saat ini sangat jarang dipilihkarena pertimbangan konser0asi hutan yang terkait dengan semakinmahalnya harga kayu untuk elas uat & dan &&. leh karena itu, sebagaialternatifnya digunakan bantalan besi.
1. K"ungguanBantaan B"si
Penggunaan bantalan baja dalam jalan kereta api mempertimbangkan
beberapa keunggulan, antara lain : umur bantalan yang relatif panjangmemiliki berat struktur bantalan yang ringan, kemudahan dalampemasangan dan pengangkutan. )antalan besi terbuat dari bahan bajadapat menghindari keretakan yang terdapat pada bantalan beton dankayu. eretakan dapat tereliminasi karena besibaja memiliki elastisitasyang lebih besar.
2. K""(aanBantaan B"si
Meskipun demikian, jika dilihat dari penampang bantalan besi, tipe inimemiliki kelemahan dalam stabilitas lateral dan aJialnya yang kurang baik
dibandingkan bantalan kayu dan beton. &ni disebabkan berat sendiribantalan besi yang kecil *(/,1 kg+ dan gesekan di antara permukaanbantalan dengan balas relatif lebih kecil sehingga tidak bisa dipakai untuk
jalan dengan kecepatan tinggi dan pemakaian rel yang menerus.
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 21/53
86
Selain itu, untuk meminimalkan adanya karat, bantalan besi harussenantiasa kering sehingga struktur bawah jalan rel harus mampumeloloskan air secara baik. emikian seterusnya, pemakaian bantalanbesi untuk daerah yang sulit kering dan sering terendam *misalnya: daerahperlintasan+, maka tidak diperbolehkan memakai bantalan besi.
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 22/53
87
#. Di("nsi )an B"ntu$ Bantaan B"si
imensi bantalan besi pada jalur lurus mempunyai
ukuran :
• Panjang :2!!! mm• Lebar 4tas : 1((mm• Lebar )awah : 2'2mm• 3ebal )aja : minimal /mm
)entuk penampang melintang bantalan besi harus mempunyai kaitan
keluar pada ujung bawahnya, sedangkan bentuk penampang memanjangbantalan besi harus mempunyai kaitan ke dalam pada ujung-ujung bawah.
5. Sa*at K"$uatanBantaan B"si
)antalan besi pada bagian tengah bantalan dan bagian bawah relharus mampu menahan momen sebesar $! kgm, sedangkan teganganijin bantalan besi adalah1$!! kgcm2 dan momen tahanan bantalan besi minimal(!,$ cm'.
6. P"*"n:anaan Di("nsiBantaan B"si
Sebagaimana bantalan kayu, perencanaan bantalan besi juga menggunakanteori tegangan lentur dengan momen lentur dihitung berdasarkan teoribalok berhingga di atas tumpuan elastis. engan persyaratan tahananmomen dan tegangan i jin yang dipakai, maka beban yang dapat diterimaakan terhitung, baik beban statis maupun dinamis. engan demikian, bebangandar dan kecepatan kendaraan dapat ditentukan selanjutnya.
F. BANTALAN
BETON
P3. ereta 4pi *&ndonesia+ saat ini, telah menggunakan bantalan betondihampir seluruh jaringan jalan rel di &ndonesia. )eberapa pertimbanganyang terkait dengan penggunaan bantalan beton dibandingkan bantalankayu dan besi adalah faktor ketahanan, faktor workability, dan faktorekonomi pemeliharaan. Penggunaan bantalan beton lebih diutamakan
juga karena semakin sulitnya mendapatkan kayu yang memenuhistandar untuk bantalan dan berbagai kelemahan penggunaanbantalan besi. Selain itu, industri dalam negeri telah dapat membuatbantalan beton dengan baik.
1. K"ungguan BantaanB"t&n
Penggunaan bantalan beton memiliki keunggulan sebagai
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 23/53
88
berikut :
• Stabilitas baik karena berat sendiri satu balok bantalan mencapai 1$!I 2!! kg, sehingga tahanan terhadap gaya 0ertikal, longitudinal danlateral menjadi lebih baik.
• ereta api dengan tonase berat dan kecepatan tinggi lebih sesuai
menggunakan
bantalan beton• Bmur konstruksi lebihpanjang.• )iaya pemeliharaan yangrendah.
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 24/53
89
• Pengendalian mutu bahan lebihmudah.• )entuk dan proses pembuatannya bebas dan relatif mudahpembuatannya.• omponen-komponennya lebih sedikit dibandingkan dengan jenislainnya.
2. K""(aan BantaanB"t&n
Meskipun demikian, terdapat beberapa kelemahan yang harusdiperhatikan, diantaranya :
• urang memiliki sifat elastik dibandingkan bantalan kayudan besi.• Pemasangan secara manual sukar karena beratnyabantalan.•
emungkinan terjadinya kerusakan pada saat mobilisasi ke lokasi daripabrik.• Memiliki masalah kebisingan dan getaran karena sifatnya yang kurang
mampu menahan getaran.• =ilai sisa konstruksi kemungkinannegatif.
#. K"ungguan BantaanB"t&n
Menurut geometriknya, bantalan beton *pratekan+ dibagi dalam dua*2+ jenis bantalan, yaitu :
a. Bantaan B"t&n B&$ Tungga7M&n&!&$ >M&n&it1i:?
Penelitian mengenai bantalan blok tunggal telah dirintis sebelum Perangunia &&, namun pemakaian dalam jumlah yang banyak baru terjadi setelahperang dunia berakhir, yaitu pada saat banyak negara di ?ropa memulaimembangun kembali prasarana perhubungan termasuk didalamnya jalanrel. ebutuhan pembangunan prasarana jalan rel yang cukup besarmemaksa perlunya produksi bantalan-bantalan baru dalam relatif singkatdimana tidak dapat dipenuhi hanya dengan mengandalkan bantalankayu saja. Selanjutnya kondisi ini memacu berdirinya pabrik-pabrik
pembuat bantalan beton.
&de awal pembuatan bantalan beton blok tunggal pratekan bermula dariusaha mengurangi keretakan-keretakan yang timbul pada bagian-bagianyang mengalami tegangan tarik. Pada bantalan beton pratekan, setelahbeban lewat, keretakan relatif dapat merapat kembali karena adanya gayatekan dari kabel-kabel pratekannya.
!. Bantaan B"t&n B&$ Gan)a7Bi@B&:$?
)antalan beton blok ganda terdiri dari dua buah blok beton bertulang
yang satu dengan lainnya dihubungkan oleh batangan baja. Sebagaibatang penghubung dapat digunakan juga potongan rel bekas *P 1! tahun1"#$+. Penggunaan bantalan blok ganda mulai dicoba setelah Perang unia& berakhir di Perancis, yang disebut sebagai %a$neux . Pada tahun 1"(",
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 25/53
90
setelah diadakan berbagai penelitian terhadap bantalan %a$neux ,dilakukan penyempurnaan struktur bantalan dengan dibuatnya bantalanbeton blok ganda tipe >.S. *>.S. mengambil nama pembuatnya :&' Someville+. )antalan blok ganda ini memiliki kestabilan yang lebihbaik daripada bantalan kayu dikarenakan lebih berat dan stabil. Penulanganbantalan blok ganda terdiri dua jaringan tulangan yang masing-masingdipasang di sebelah atas dan bawah, serta tulangan spiral yang
mengintari batang penghubung di dalam beton. 3ulangan spiral iniberfungsi sebagai penahan terhadap 0ibrasi dengan frekuensi tinggi.
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 26/53
91
)antalan blok ganda memiliki keunggulan dibandingkan bantalan bloktunggal, antara lain :
1. Memiliki berat yang lebih
ringan,2. )erkemampuan menahan gaya lateral yang lebih besarkarena bidang permukaan tegaknya lebih banyak,
'. Mutu campuran beton tidak perlu setinggi untuk betonpra-tekan,
(. )atang penghubung dapat menggunakan potongan rel bekas,sehingga ada pemanfaatan barang bekas,
. Pembuatannya lebih sederhana dan dapat dibuat ditempat,$. Narganya lebihmurah.
5. P*&s"s P"(!uatan>K&nst*u$siBantaan B"t&n
• Menurut metode produksinya, proses konstruksi bantalan betondapat dibagi dalam dua bagian yaitu :
a. LonglineProduction,abel-kabel pratekan sepanjang $!! m ditegangkan dalam cetakan, dans(oulder penambat diletakkan pada posisi yang benar. Selanjutnyadilakukan pengecoran, penggetaran dan perawatan *curin$+, dan setelah
dinilai cukup memiliki kekuatan, cetakan beton dipotong setiap 2 meteran.
!. Thosti Operation,)antalan dicetak dalam cetakan *mould+ 2 meteran, yang terdiri dari 2 buahbantalan. Setelah s(oulder diletakkan dalam posisi yang benar, kabel-kabel ditegangkan dan selanjutnya dicor, digetarkan dan dirawat lebihkurang selama 1 hari, bantalan dapat dilepas dari cetakannya.
• Menurut sistem penegangan kabelnya, bantalan pratekanblok tunggal dibedakan dalam dua metode yaitu :
a. Sist"( P*at"gang 7 pr e-tension?3abel pada bantalan ditarik terlebih dahulu sebelum pengecoran,contoh tipe bantalan : &nggris *ow-Mac, Stent+, erman *?0-'+,Perancis *S=H;-C+ dan &ndonesia *&4, odya, 4dhi arya, )S+.
!. Sist"( P"gangan K"(u)ian 7 post-tension?3abel pada bantalan ditarik setelah pengecoran, contoh tipe bantalan :
erman *)-+, )elgia *;ranki )agon+.6. P"*sa*atan K&nst*u$si Bantaan B"t&n P*at"$anB&$ Tungga
• K&ns"' Bantaan B"t&n B&$ Tungga )"ngan P*&s"sP*"@t"nsi&n
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 27/53
92
!1. Bkuran)antalan
Pada jalan lurus, bantalan beton pra-tekan dengan proses pre-tensionmempunyai ukuran panjang sebagai berikut :
L 7 E 2 αφ */.12+
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 28/53
93
dimana : 7 arak antara kedua sumbu 0ertikal rel *mm+α 7 oe%sien di antara #! I 1$!
φ 7 iameter kabel baja pra-tegang bantalan *mm+
!2. Mutu campuran beton harus mempunyai kuat tekan karakteristiktidak kurang dari !! kgcm2, mutu baja tarik untuk tulangan gesertidak kurang dari B-2( dan mutu baja prategang ditetapkan dengentegangan putus minimum sebesar1/.!!! kgcm2.
!'. )antalan beton harus mampu memikul momen minimumsebagaimana dijelaskan dalam 3abel /.'.
3abel /.( Momen minimum bantalan beton pratekan dengan pre-tension
)agian )antalanMomen
Positif
Momen
=egatif
)awah >el *M>+ 3engah )antalan
1.!!Q$$!1 /!
2
"'!' */$Q+
eterangan : Q P.1! 3ahun 1"#$Nal. '-($
1 M 3 *E+ 7 !,(( M> *E+
2 M> *-+ 7 !,! M> *E+
' M 3 *-+ 7 !,$2 M> *E+
!(. Pada setiap titik potong 0ertikal pada kedudukan rel, teganganminimum adalah
', MPa pada kondisi pratekan awal.!. 5aya cabur s(oulder minimum !! kgbuah pada kondisi
un-crack .!$. )entuk penampang bantalan beton harus menyerupai trapeKiumdengan luas penampang bagian tengah bantalan tidak kurang dari# A luas penampang bagian bawah rel.
!/. Pusat berat baja prategang diusahakan sedekat mungkin denganpusat berat beton.
!#. Perhitungan kehilangan pada gaya prategang cukup diambil sebesar 2A gaya prategang awal, kecuali apabila diadakan perhitunganteoritis, maka dapat diambil nilai selain dari 2 A.
• K&ns"' Bantaan B"t&n B&$ Tungga )"ngan P*&s"sP&st@t"nsi&n
!1. Bkuran)antalan
Pada jalan lurus, bantalan beton pra-tekan dengan proses post-tensionmempunyai ukuran panjang sebagai berikut :
L 7 E 2 γ */.1'+
dimana : 7 arak antara kedua sumbu 0ertikalrel *mm+
γ 7 Panjang daerah regularisasi tegangan *penyaluran+ yang
tergantungdengan jenis angker yang digunakan *mm+
Panjang daerah penyaluran *regularisasi+ merupakan jarak titik tangkap
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 29/53
94
tegangan akibat gaya terpusat pada seluruh penampang *5ambar /.$+.Panjang penyaluran dapat ditentukan menggunakan persamaanberikut *hrisna Murthy Marshall dalam Penjelasan P.1! tahun 1"#$,Nal. '-1+:
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 30/53
95
P P
γℓ = 1100 mm
γ
5ambar /.$ aerah panjangpenyaluran
γ 7
*/.1(+
dimana : f cu 7 kuat tekan beton saat transfer *=mm2+
7 konstanta yang tergantung diameter kabel pratekan
3abel /. =ilai
enis abel
2 mm,
wire
mm,wire
/ mm,
!,1((
!,!2'!,!1/(!,1((
!,!#Sumber : Penjelasan P =o.1! tahun
1"#$
!2. Mutu campuran beton harus mempunyai kuat tekan karakteristiktidak kurang dari !! kgcm2, mutu baja tarik untuk tulangan gesertidak kurang dari B-2( dan mutu baja prategang ditetapkan dengentegangan putus minimum sebesar1/.!!! kgcm2.
!'. )antalan beton harus mampu memikul momen minimumsebagaimana dijelaskan dalam 3abel /.(.
!(. Pada setiap titik potong 0ertikal pada kedudukan rel, tegangan
minimum adalah', MPa pada kondisi pratekan awal.!. 5aya cabur s(oulder minimum !! kgbuah pada kondisiun-crack .!$. )entuk penampang bantalan beton harus menyerupai trapeKium
dengan luas penampang bagian tengah bantalan tidak kurang dari# A luas penampang bagian bawah rel.
!/. Pusat berat baja prategang harus selalu terletak pada daerah galihsepanjang
tubuh bantalan.!#. Perhitungan kehilangan pada gaya prategang cukup diambil sebesar 2!
A gaya prategang awal, kecuali apabila diadakan perhitungan
teoritis, maka dapat diambil nilai selain dari 2! A.
9. P"*"n:anaan Bantaan B"t&n P*at"$anB&$ Tungga
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 31/53
96
ekuatan tarik beton jauh lebih rendah daripada kekuatan tekannya,contohnya untuk beton mutu -'! memiliki kuat tarik 1/, kgcm2 dankuat tekan 12! kg cm2. Momen lentur akibat beban pada bantalan akanmengakibatkan terjadinya tegangan tarik dan tegangan tekan. Supayategangan tarik yang terjadi lebih rendah
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 32/53
97
daripada tegangan yang diijinkan, maka dalam balok bantalan diberikangaya tekan yang dihitung dengan persamaan berikut ini :
σ 7
*/.1+ 5aya tekan = dihasilkan oleh kabel yang ditarik terlebih dahulu dan
mengakibatkankabel bertambah panjang. ika gaya tarik pada kabel dihilangkan, makakabel akan memendek kembali menjadi seperti panjang semulaasal.Meskipun demikian, beton akan menghalangi *menahan+ kabel untukmelakukan pergerakan, oleh karena itu, terjadilah gaya tekan pada betonitu. 5ejala ini merupakan proses pra-tekan yang dilakukan terhadapbantalan beton, sehingga bantalan akan dikenai gaya tekan terlebih dahulu.
Momen *M+ dihitung berdasarkan teori balok di atas tumpuan elastiksebagaimana telah dijelaskan pada perhitungan bantalan kayu. 5ayatarik dan tekan ijin pada bantalan beton untuk mutu -'! dan -!!dapat dilihat dalam 3abel /.$ berikut ini.
3abel /.$ 3egangan ijinbeton
Mutu )eton 3egangan &jin
3ekan
3egangan &jin 3arik
*kgcm2+
-'! 12! 1/,
-!! 2!! '
;. P"*itungan untu$ Di("nsi Bantaan B"t&n B&$ Tungga
4nalisis tegangan pada bantalan didasarkan pada balok terbatas *nitebeam+ dengan perhitungan pada faktor kekakuan tertentu.
P*&s")u* '"* it unga n ) i8 " as$a n !"* i$ut i n i <
1. Perhitungan Modulus ?lastisitas berdasarkan nilai f cu
? 7 $(!! *kgcm2+*/.1$+
2. Perhitungan λ )antalan )eton pada )agian di )awah >el dan 3engah)antalan:
λ 7
'. Perhitungan Momen di 3itik H dan ,tepat di bawah kaki rel dalam
Persamaan " *lihat 5ambar Sampinganan+ :
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 33/53
98
MH 7 D 2 cosh2 λ a *cos 2λ c E
cosh λ + I 2 cos2 λ a *cosh 2λ c E cos λ + I sinh
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 34/53
99
2λ a *sin 2λ c E sinh λ + I sin 2 λ a *sinh 2λ c E sinh λ +F
dimana : < 7 $! APd
(. Perhitungan Momen di 3itik *3engah )antalan+ dalamPersamaan 1!:
M 7 - Dsinh λ c *sin λ c E sin λ !-c"+ E sin λ c *sinh
λ c E sinh λ *- c"+ Ecosh λ c cos λ * - c+ I cos λ c cosh λ * - c+F
dimana : < 7 $! APd
. 4nalisis 3egangan 3ahap Pratekan
4wal
σ 7 *sisi atas bagian bantalan bawah rel+
*/.1/+ σ 7 *sisi bawah bagian bantalan bawah rel+
*/.1#+ σ 7 *sisi atas bagian tengah bantalan+
*/.1"+ σ 7 *sisi bawah bagian tengah bantalan+
*/.2!+
$. 4nalisis 3egangan 3ahap Pratekan?fektif
σ 7 *sisi atas bagian bantalan bawah rel+
*/.21+ σ 7 *sisi bawah bagian bantalan bawah rel+
*/.22+ σ 7 *sisi atas bagian tengah bantalan+
*/.2'+ σ 7 *sisi bawah bagian tengah bantalan+
*/.2(+
dimana,
λ 7 #umpin$factor
&J 7 Momen inersia rel padasumbu J I J
M 7 Momen padabantalanPd 7 )eban dinamis dari
kendaraan< 7 )eban yang dapat diterima olehbantalan 7 Momen
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 35/53
10
tahanan
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 36/53
101
% & n t & : a t a )an t a l a n Produks i a l a m = eger i : bantalan beton dengan bentuktrapesium dengan baja prategang sebanyal 1# buah dengen diameter ,!#mm, tegangan putusσ 7 1$.!!! kgcm2. Pada saat kondisi transfer 7 /! A kapasitas
maksimum sehinggaPinitial 7 1# × 2.2/!,2( kg, dan pada saat kondisi efektif 7 A kapasitas
maksimum
sehingga Pinitial 7 1# × 1./#',/$ kg. Mutu beton menggunakan -!!, dan k
*modulus
jalan rel 7 reaksi balas+ 7 1#! kgcm2.
im ens i )an t a l a n :
2!'mm
2! mm
12!! mm
2 1/ mm
2'mm
2' mm
71? B ag i a n B a 4 a R " < 72? B ag ia n T "nga B an t a a n <
41 7 ($ cm2 42 7 (!!,/ cm2
&8-1 7 1.1'",!" cm( &8-2 7 1!.1"!,!2 cm(
91 *a+ 7 1!,'$# cm 91 *a+ 7 ",! cm
91 *b+ 7 ",$( cm 91 *b+ 7 #,(( cm
1 *a+ 7 1($!,$ cm' 1 *a+ 7 112,' cm'
1 *b+ 7 1/1,2$ cm' 1 *b+ 7 12!$,$' cm'
K" t " * anga n < 91 *a+ 7 letak garis netral dari sisi atas
91 *b+ 7 letak garis netral dari sisi bawah
1 *a+ 7 momen tahanan sisi atas
1 *b+ 7 momen tahanan sisi bawah
• Perhitungan Modulus ?lastisitas berdasarkan nilai f cu
? 7 $(!! 7 1,('1!#'!$ × 1! kgcm2
• P"*itungan λ Bantaan B"t&n 'a)a Bagian )i Ba4a R")an T"nga1
Bantaan<
)awah >el 7 λr 7 = !,!12 cm-1
3engah )antalan 7 λt 7 = !,!1' cm-1
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 37/53
10
• P"*itungan M&("n )i Titi$ % )an D3 t"'at )i !a4a $a$i *" 7%)an D? )an t"nga !antaan 7O? <
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 38/53
ari perhitungan beban kendaraan dinamik jika digunakan dalamperencanaan adalah beban gandar maksimum *1# ton+, maka Ps 7 "!!!kg. Bntuk elas alan 1 *Crencana 7 1! kmjam+, beban dinamik *Pd+dapat ditentukan sebagai :
Pd 7 D 1 E !,!1 × Ps F 7
1$."(!,' kg.
maka, beban yang diterima bantalan dari kendaraankereta api :
<1 7 $! A Pd 7
1!.1$(,1# kg.
• i m ens i )an t a l a n:
L 7 2!!cm a 7 (
cmc 7 cm
MH 7 D 2 cosh2 λ a *cos 2λ c E cosh λ + I 2 cos2
λ a *cosh 2λ c
E cos λ + I sinh 2λ a *sin 2λ c E sinh λ + I sin 2 λ a *sinh 2λ c E sinh λ +FR
MH 7 1!2.12',2 kg-cm.
RPerhitungan ;ungsi 3rigonometri dan Niperbolikus diberikan dalam 3abel /./.
M 7 - Dsinh λ c *sin λ c E sin λ !-c"+ E sin λ c
*sinh λ c E
sinh λ *-c"+ Ecosh λ c cos λ * - c+ I cos λ c cosh λ * - c+FR
M 7 -!./2,(''#" kg-cm.
RPerhitungan ;ungsi 3rigonometri dan Niperbolikus diberikan dalam 3abel /./.
3abel /./ Perhitungan fungsi trigonomteri untuk momen di bagianbantalan bawah rel dan tengah bantalan
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 39/53
• Anaisis T"gangan Taa' P*at"$an A4a
1. Bagian !antaan )i !a4a *"
Sisi bagian atas :
σ 7
σ 7 7 #,#( kgcm2 *O 2!! kgcm2
untuk -!!+
Sisi bagian bawah :
σ 7
σ 7 7 "',12 kgcm2 *O 2!! kgcm2
untuk -!!+
2. Bagian t"nga !antaan *"
Sisi bagian atas :
σ 7
σ 7 7 1(!,2# kgcm2 *O 2!! kgcm2
untuk -!!+
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 40/53
Sisi bagian bawah :
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 41/53
σ 7
σ 7 7 $$,2( kgcm2 *O 2!! kgcm2
untuk -!!+
Kondisi Tegangan Tahap Pratekan Awal untuk agianawah Rel
#,#(
eE
Pinitial
"',12
Kondisi Tegangan Tahap Pratekan Awal untuk agianTengah antalan
Pinitial
e
1(!,2#
E
Hatatan : E adalah tegangantekan
$$,2(
•
Anaisis T"gangan Taa' P*at"$an E"$ti
1. Bagian !antaan )i !a4a *"
Sisi bagian atas :
σ 7
σ 7 7 1'/,'/ kgcm2
*O 2!! kgcm2
untuk -!!+
Sisi bagian bawah :
σ 7
σ 7 7 #,1/ kgcm2
*O 2!! kgcm2
untuk -!!+
2. Bagian t"nga !antaan *"
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 42/53
Sisi bagian atas :
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 43/53
σ 7
σ 7 7 $,2# kgcm2
*O 2!! kgcm2
untuk -!!+
Sisi bagian bawah :
σ 7
σ 7 7 "(,"$ kgcm2
*O 2!! kgcm2
untuk -!!+
Kondisi Tegangan Tahap Pratekan Awal untuk agianawah Rel 1'/,'/
e
Pinitial
E
#,1/
Kondisi Tegangan Tahap Pratekan Awal untuk agian Tengah antalan
Pinitial$,2#
eE
Hatatan : E adalah tegangantekan
"(,"$
. P"*"n:anaan Tuangan G"s"* 'a)aBantaan P*a@t"$an
Sebagaimana perencanaan balok beton yang biasa dilakukan untukbangunan, di dalam perancanaan bantalan beton pra-tekan pun harusdilakukan pengawasan terhadap tegangan gesernya. 4pabila tegangangeser yang dihitung melebihi tegangan geser yang diijinkan, maka perludipasang tulangan geser pada bantalan.
Pada balok, tulangan geser dapat berupa tulangan miring aatu sengkang.)antalan beton P')44 dan 4 tidak menggunakan tulangan geser,sedangkan pada
bantalan beton &4 menggunakan tulangan geser∅
$ mm*Penjelasan P.1!
tahun1"#$+.
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 44/53
Peraturan )eton )ertulang &ndonesia *1"/1+ mensyaratkan bawah suatubalok tidak memerlukan tulang geser apabila tegangan geser *τ+ :
τ O !,('*/.2+
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 45/53
Selain itu, tegangan geser tidak boleh melebihi dari :
τ O 1,!#*/.2$+
dimana : merupakan tegangan tekan beton karakteristik.
C. P"*"n:anaan Bantaan B"t&n
P*at"$an Bi@B&$ a. Di("nsi Bantaan
Bi@B&$ imensi bantalan bi-blok telah diatur dalam P.1! tahun 1"#$ yangdiberikan dalam
3abel /.# berikut ini, beserta perbandingan bantalan bi-blok dari negaralainnya.
3abel /.# imensi bantalan bi-blok
Panjang
*cm+
Lebar
*cm+
3inggi sisi
luar
3inggi sisi
dalam
Pakistan /,2 ',$ 1",$# 1",$#
Perancis /",! '1,/ 22,# 2!,'
erman /2, 2" 22, 1",!
&ndonesia /! '! 2!,! *tin$$i rata-rata+
Sumber : P.1! tahun 1"#$
!. Mutu %a('u*an B"t&n
• Mutu campuran beton ha r us m e m punya i kua t t eka n ka r ak t e ri s ti k ti da kku r ang dari K@#6 7#6 $g>:(2? yang dihasilkan dari asumsi danperhitungan dari Penjelasan Peraturan inas =o.1! 3ahun 1"#$ seperti dibawah ini.
i k a : )antalan beton bi-blok dengan ukuran sebagaimana pada 3abel/.#, dengan ;aktor )eban untuk )eban Statik 7 1,/ dan *bebanmerata asumsi+ 7 /,' kgcm2. Maka penampang kritis bantalan dibawah rel dapat dihitung tegangan normalnya sebagai berikut :
*/.2/+
σ 7 7 $/ kgcm2
on t ro l t eganga n nor m a l : σ 7 !,''
untuk, σ 7 $/ kgcm2, maka : σbkT U 2!!
kgcm2
dan tegangan geser *τpons+ dihitung sebagai :
*/.2#+
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 46/53
τpons 7 7 12,/ kgcm2
engan ( " n ga n gga ' bahwa '"na ( 'ang ti )a $ ) it un 8 ang & " t u anga n g"s"*, maka :
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 47/53
on t ro l 3 eganga n 5 ese r : τpons V !,$
Bntuk τpons 7 12,/ kgcm2 V !,$ , maka
σbkT > '#
kgcm2
ari dua pengawasan mutu di atas, diambil harga terbesar yaitu
σbkT > '#
kgc m2, dengan demikian disyaratkan dari P.1! tahun1"#$ untukmenggunakan mutu beton lebih dari -'#.
• Mutu baja untuk tulangan lentur tidak boleh kurang dari B-'2 danmutu baja untuk batang penghubung juga tidak boleh kurang dari B-'2. Panjang batang penghubung harus dibuat sedemikian sehinggacukup untuk meletakkan angker penambat.
:. P"*itungan Mutu Bantaan B"t&n Bi B&$
P*&s")u* P"* it unga n :
1. 3entukan dimensi bantaan bi-blok yang akan digunakan *sebagairefrensi gunakan 3abel /.#+.
2. Perhitungan tegangan di bawah bantalan, yaitu denganmengasumsikan bahwa tegangan merata yang terjadi di bawahbantalan merupakan tegangan merata dalam satu blok yang dihitungdari beban luar yang bekerja pada bantalan *beban kendaraan+.
'. ontrol tegangan tekan yang terjadi pada beton terhadap mutu betonyang akan
digunakan *Persamaan /.2/+.(. ontrol tegangan geser tekan yang terjadi pada beton terhadap mutu
beton yang akan digunakan *Persamaan /.2#+.
% & n t & :
1. Diguna$an )i("nsi !antaan !i@!&$3 s"!agai !"*i$ut <
( 11!(
/!
3ipe bantalan bi-blok
2. T"gangan )i !a4a !antaan <
•
)eban luar : < 7 $! A Pdari perhitungan beban kendaraan dinamik jika digunakan dalamperencanaan adalah beban gandar maksimum *1# ton+, maka Ps 7"!!! kg. Bntuk elas alan
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 48/53
1 *Crencana 7 1! kmjam+, beban dinamik *Pd+ dapat ditentukan
sebagai : Pd 7 D 1 E !,!1 × Ps F 7 1$."(!,' kg.
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 49/53
maka, beban yang diterima bantalan dari kendaraan
kereta api : <1 7 $! A Pd 7 1!.1$(,1# kg.
• )eban merata *+ 7 7 7 (,#( kgcm2
• Momen di bawah rel 7 M> 7 7 7 1(/.!1
kg-cm.
• 3ahanan momen 7 7 7 7 2!!! cm'
#. K&nt*& T"gangan N&*(a )i !a4a !antaan t"*a)a' (utu!"t&n <
σ 7 7 /',!/ kgcm2
on t ro l t eganga n nor m a l :
σ 7 !,''
untuk, σ 7 /',!/ kgcm2, maka : σbkT U 222,/ kgcm2
5. K&nt*& T"gangan G"s"* )i !a4a !antaan t"*a)a' (utu !"t&n<
7 #,(/kgcm2
on t ro l 3 eganga n 5 ese r :
τpons V !,$
untuk τpons 7 #,(/ kgcm2 V !,$ , maka : σbkT > 1$",# kgcm2
K "s i ( 'u a n < ari dimensi bantalan yang diberikan dan berdasarkantegangan normaltekan *σbkTU 222,/ kgcm2+ dan tegangan gesernya*σbk
T > 1$",# kgcm2+maka dapat digunakan mutu beton -22 yang memiliki 7 22 kgcm2.
1-. K"iangan T"gangan7P*"st*"ssing L&&s"?
alam bantalan beton, biasanya terjadi bermacam-macam kejadian %sikyang mengakibatkan gaya tekan = yang bekerja pada beton menjadi lebihkecil daripada gaya P yang ditegangkan. )erkurangnya gaya tekan inidisebut sebagai kehilangan tegangan, yang pada umumnya disebabkan olehadanya kejadian %sik perpendekan elastis, rangkak beton *creep+, susutbeton *s(rinka$e+ dan relaksasi baja.
11. P"(asangan Ja*a$ Bantaan'a)a Jau*
Pemasangan bantalan kayu, beton maupun baja menurut P =o.1! tahun1"#$, pada jalan yang lurus harus memiliki jumlah bantalan 1.$$/ buahsetiap kilometer. Bkuran ini diambil dari spesi%kasi Proyek )ukit 4sam=o. )4S '!-!2!( >e0. 2
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 50/53
ktober, 2$, 1"#'. Pada lengkung horiKontal *alinemen+, jarak
bantalan dapat
diambil sebesar $! cm, yang diukur pada relbagian luar.
12. P"ngu8ian KuaitasBantaan
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 51/53
Sebelum perencanaan jalan rel selesai, bantalan kayu, beton maupunbaja harus terlebih dahulu diuji kekuatannya dengan pengujian sebagaiberikut :
1. Pengujian )eban Statis2. Pengujian )eban inamis'. Pengujian Habut
husus untuk bantalan beton, juga perlu dilakukan pengujian tekansebelum diadakan pengecoran. &ni dilakukan untuk mengetahui kualitasmutu betonnya. eterangan lebih rinci mengenai pengujian ini dapatdibaca dalam Peraturan )ahan alan >el &ndonesia.
G. LATIHAN SOAL
1. Sebutkan faktor-faktor apasajakah yang perlu dipertimbangkan dalam
pemilihan jenis bantalan untuk struktur jalan rel W2. Mengapa penggunaan bantalan beton menjadi primadona dan
yang paling dominan digunakan untuk seluruh jaringan jalan kereta apisaat ini di &ndonesiaW
'. Sebutkan faktor-faktor apakah yang membatasi penggunaan bantalanbajabesi
untuk struktur jalanrelW
(. Sebutkan kriteria %sik yang harus dipenuhi untuk bantalan kayuW. elaskan logika distribusi pembebanan pada bantalan dari beban
kendaraan kereta apiW )agaimana cara menghitungnya W$. ika diketahui a t a )an t a l a n P r oduks i a l a m = ege r i : bantalan beton
monolit(ic
dengan bentuk trapesium dengan baja prategang sebanyak 2!buah dengen diameter ,!# mm, tegangan putus σ 7 1$.!!! kgcm2.Pada saat kondisi transfer7 /! A kapasitas maksimum sehingga P initial 7 2! × 2.2/!,2( kg, danpada saat kondisi efektif 7 A kapasitas maksimum sehingga Pinitial7 2! × 1./#',/$ kg.Mutu beton menggunakan -!!, dan k *modulus jalan rel 7 reaksi balas+7 1#! kgcm2. )antalan beton tersebut dipasang untuk elas alan &dengan )eban 5andar 1$ 3on. 3entukan mutu beton yang dapatdigunakan W
/. ika digunakan bantalan kayu dengan ukuran : *2!! × 22 × 1'+ cm' *P.
1! 3ahun
1"#$+ dengan σlt 7 12 kgcm2, ? *modulus elastisitas kayu+ 7 1,1! ×
1! kgcm2
dan k *modulus jalan rel 7 reaksi balas+ 7 1#! kgcm2, danbantalan kayu
tersebut dipasang untuk elas alan && dengan beban gandar maksimumrencana1( 3on, tentukan apakah bantalan kayu tersebut dapatdigunakan W
#. 3entukan panjang bantalan beton monolithic dengan proseskonstruksi post- tension, yang dapat digunakan apabila digunakan mutubeton -(!! pada saat transfer tegangan tekan beton adalah # Adari kapasitas maksimum, dan diameter kabel yang digunakan / mm @
H. DAFTAR PUSTAKA
1. ?s0eld, H. 1"#". Modern >ailway 3rack. M>3 Publication. 5ermany.2. Nay, .. 1"#2. >ailroad ?ngineering. Second ?dition. iley.'. Nidayat, N. X >achmadi. 2!!1. >ekayasa alan >el. Hatatan uliah.
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 52/53
Penerbit & 3).)andung.
(. P4. 1"#$. Perencanaan onstruksi alan >el *Peraturan inas=o.1!+.
)andung.
. P4. 1"#$. Penjelasan Perencanaan onstruksi alan >el *PenjelasanPeraturan
inas =o.1!+.)andung.
7/23/2019 Bantalan Rel Kereta API
http://slidepdf.com/reader/full/bantalan-rel-kereta-api 53/53
$. irektorat Penyelidikan Masalah )angunan. 1"$1. Peraturan onstruksiayu &ndonesia =&-. irektorat enderal Hipta arya. epartemenPekerjaan Bmum. 9ayasan Lembaga Penyelidikan Masalah )angunan.)andung.
/. irektorat enderal Hipta arya. 1"/1. Peraturan )eton )ertulang
&ndonesia.
Top Related