jambatan bm

of 56 /56
PSZ 19:16 UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA BORANG PENGESAHAN STATUS TESIS JUDUL : REKABENTUK BERKOMPUTER JAMBATAN KONKRIT BERTETULANG SESI PENGAJIAN : 2006/2007 Saya WAN NAJIHAH FARHANAH BINTI WAN HASSAN (HURUF BESAR) mengaku membenarkan tesis (PSM/Sarjana/Doktor Falsafah )* disimpan di Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dengan syarat-syarat kegunaan seperti berikut : 1. Tesis adalah hakmilik Universiti Teknologi Malaysia. 2. Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dibenarkan membuat salinan untuk tujuan pengajian sahaja. 3. Perpustakaan dibenarkan membuat salinan tesis ini sebagai bahan pertukaran di antara institusi pengajian tinggi. 4. ** Sila tandakan () SULIT (Mengandungi maklumat yang berdarjah keselamatan atau kepentingan Malaysia seperti yang termaktub di dalam AKTA RAHSIA RASMI 1972) TERHAD (Mengandungi maklumat TERHAD yang telah ditentukan oleh organisasi/badan di mana penyelidikan dijalankan) TIDAK TERHAD Disahkan oleh (TANDATANGAN PENULIS) (TANDATANGAN PENYELIA) Alamat Tetap : 1557, JALAN MAWAR 21, TAMAN PERMIN JAYA, IR MOHAMAD SALLEH YASSIN 21080 KUALA TERENGGANU. Nama Penyelia Tarikh : 27 APRIL 2007 Tarikh : 27 APRIL 2007 CATATAN : * Potong yang tidak berkenaan ** Jika tesis ini SULIT atau TERHAD, sila lampirkan surat daripada pihak berkuasa/organisasi berkenaan dengan menyatakan sekali sebab dan tempoh tesis ini perlu dikelaskan sebagai SULIT atau TERHAD. *** Tesis dimaksudkan sebagai tesis bagi ljazah Doktor Falsafah dan Sarjana secara penyelidikan, atau disertai bagi pengajian secara kerja kursus dan penyelidikan atau Laporan Projek Sarjana Muda (PSM).

Upload: khalil88

Post on 23-Jun-2015

888 views

Category:

Documents


11 download

TRANSCRIPT

Page 1: jambatan BM

PSZ 19:16 UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA

BORANG PENGESAHAN STATUS TESIS ♦

JUDUL : REKABENTUK BERKOMPUTER JAMBATAN KONKRIT BERTETULANG

SESI PENGAJIAN : 2006/2007

Saya WAN NAJIHAH FARHANAH BINTI WAN HASSAN

(HURUF BESAR) mengaku membenarkan tesis (PSM/Sarjana/Doktor Falsafah)* disimpan di Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dengan syarat-syarat kegunaan seperti berikut : 1. Tesis adalah hakmilik Universiti Teknologi Malaysia. 2. Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dibenarkan membuat salinan untuk tujuan pengajian sahaja. 3. Perpustakaan dibenarkan membuat salinan tesis ini sebagai bahan pertukaran di antara institusi pengajian tinggi. 4. ** Sila tandakan (√) SULIT (Mengandungi maklumat yang berdarjah keselamatan atau kepentingan Malaysia seperti yang termaktub di dalam AKTA RAHSIA RASMI 1972)

TERHAD (Mengandungi maklumat TERHAD yang telah ditentukan oleh organisasi/badan di mana penyelidikan dijalankan)

TIDAK TERHAD Disahkan oleh (TANDATANGAN PENULIS) (TANDATANGAN PENYELIA) Alamat Tetap : 1557, JALAN MAWAR 21, TAMAN PERMIN JAYA, IR MOHAMAD SALLEH YASSIN 21080 KUALA TERENGGANU. Nama Penyelia Tarikh : 27 APRIL 2007 Tarikh : 27 APRIL 2007

CATATAN : * Potong yang tidak berkenaan

** Jika tesis ini SULIT atau TERHAD, sila lampirkan surat daripada pihak berkuasa/organisasi berkenaan dengan menyatakan sekali sebab dan tempoh tesis ini perlu dikelaskan sebagai SULIT atau TERHAD.

*** Tesis dimaksudkan sebagai tesis bagi ljazah Doktor Falsafah dan Sarjana secara penyelidikan, atau disertai bagi pengajian secara kerja kursus dan penyelidikan atau Laporan Projek Sarjana Muda (PSM).

Page 2: jambatan BM

“Saya akui bahawa saya telah membaca karya ini dan pada pandangan saya karya ini

adalah memadai dari segi skop dan kualiti untuk tujuan penganugerahan ijazah

Sarjana Muda Kejuruteraan Awam”

Tandatangan : ………………………………

Nama Penyelia : IR MOHAMAD SALLEH YASSIN

Tarikh : 27 APRIL 2007

Page 3: jambatan BM

ii

REKABENTUK BERKOMPUTER JAMBATAN KONKRIT BERTETULANG

WAN NAJIHAH FARHANAH BINTI WAN HASSAN

Laporan projek ini dikemukakan

sebagai memenuhi sebahagian daripada syarat

penganugerahan ijazah Sarjana Muda Kejuruteraan Awam

Fakulti Kejuruteraan Awam

Universiti Teknologi Malaysia

April 2007

Page 4: jambatan BM

iii

“Saya akui karya ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali nukilan dan ringkasan

yang tiap-tiap satunya telah saya jelaskan sumbernya”.

Tandatangan : …………………………………

Nama Penulis : WAN NAJIHAH FARHANAH

Tarikh : 27 APRIL 2007

Page 5: jambatan BM

iv

Sekalung sanjungan buatmu abah, mama...

Wan Hassan bin Wan Ismail

Nor Mariah binti Embong

adik – adik tersayang...

Qiqi, Amir, Hidayah, Syahirah, Fadhilah, Arifuddin

serta rakan-rakan yang diingati selalu...

Huda, Beena, Zuree dan Mimie

Page 6: jambatan BM

v

PENGHARGAAN

Alhamdulillah, syukur kepada Allah SWT kerana dengan limpah kurnianya

dapat saya menyiapkan Projek Sarjana Muda ini dalam tempoh yang ditetapkan.

Setinggi penghargaan saya tujukan kepada penyelia saya, Ir Mohamad Salleh

Yassin atas tunjuk ajar serta kesabaran beliau membimbing saya dalam menyiapkan

laporan projek tahun akhir ini. Tidak dilupakan juga kepada semua pensyarah UTM

di atas segala ilmu yang dicurahkan kepada saya selama saya berada di sini.

Ucapan penghargaan ini juga ditujukan kepada semua pihak yang terlibat

secara langsung atau tidak langsung dalam membantu saya menyiapkan tesis ini.

Terima kasih yang tidak terhingga di atas segala jasa dan pengorbanan

kalian. Hanya Tuhan sahaja yang dapat membalas segala-galanya.

Page 7: jambatan BM

vi

ABSTRAK

Rekabentuk jambatan konkrit bertetulang merupakan satu kaedah yang

lazim digunakan dalam pembinaan struktur jambatan kerana kelakunan daya – daya

yang wujud seperti daya tegangan dan daya mampatan sesuai ditanggung oleh

kekuatan konkrit bertetulang. Pelbagai perisian komputer telah dibangunkan khas

untuk melakukan kerja – kerja analisis, rekabentuk struktur dan pengurusan projek

pembinaan. Dalam kajian ini, suatu perisian komputer yang khas telah dibangunkan

untuk menganalisis beban dan merekabentuk struktur bagi tiga komponen jambatan

yang terdiri daripada papak geladak, rasuk konkrit bertetulang dan tembok landas.

Untuk melaksanakan kajian ini, Microsoft Excel digunakan sepenuhnya dalam

bentuk helaian dalam menganalisis dengan berpandukan kod amalan BS8110, BS

5400, BD 37/01 dan BS 153 : Part 3. Microsoft Excel ini merupakan perisian yang

mudah difahami dan digunapakai oleh pengguna yang hanya perlu memasukkan

data – data yang diperlukan bagi setiap elemen untuk mendapatkan hasil keputusan

yang tepat. Kerja menganalisis dan rekabentuk dilakukan secara automatik oleh

perisian ini. Perbandingan antara ketepatan Microsoft Excel dengan pengiraan

manual telah dilakukan bagi menguji ketepatannya. Daripada perbandingan yang

telah dilakukan, Microsoft Excel boleh dikatakan cepat, tepat dan berupaya

menghasilkan keputusan analisis bagi struktur jambatan.

Page 8: jambatan BM

vii

ABSTRACT

Computers have been widely used in the engineering field nowadays. There

are a lot of engineering software that have been developed for the purpose of

analysis and design. The development of software for structural design is aimed to

reduce the error and also to save time when designing a structure. The complexity

of the bridge itself makes it very hard to analyzed and design manually. Different

type of bridge needs to be analyzed and design using different types of software.

This is because each type of bridge has different characteristic that needs to be

considered since it is one of the most critical structure that are exposed to many

types of possibility during its construction and serviceability . In this project, a

software system for analysis and design of reinforced concrete bridge using

Microsoft excel may developed to design a simply supported bridge. There are three

component to be analyzed and designed using this software which is deck slab,

reinforced concrete beam and abutment. Users only need to key in the necessary

data in the input menu and the calculation of pressures and forces acting on the

structure will be carried out automatically by software. The design calculations and

equations used in this software are based on BS8110, BS 5400, BD 37/01 dan BS

153 : Part 3. This software design will saved time and reduces error during the

design stage of the reinforced concrete bridge.

Page 9: jambatan BM

viii

KANDUNGAN

PERKARA MUKA SURAT

PENGHARGAAN v

ABSTRAK vi

ABSTRACT vii

KANDUNGAN viii

SENARAI JADUAL xii

SENARAI RAJAH xv

SENARAI SIMBOL xvi

SENARAI LAMPIRAN xx

SENARAI ISTILAH xxi

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Pengenalan 1

1.2 Objektif 2

1.3 Skop Kajian 3

1.4 Kepentingan Kajian 4

Page 10: jambatan BM

ix

BAB II ASPEK – ASPEK REKABENTUK JAMBATAN 5

2.1 Pengenalan 5

2.2 Jenis - jenis jambatan 6

2.2.1 Jenis sistem struktur 6

2.2.2 Jenis sistem geladak 7

2.3 Komponen jambatan 7

2.4 Kod Amalan Rekabentuk 10

2.5 Beban 11

2.5.1 Beban mati 11

2.5.2 Beban hidup 12

2.5.2.1 Beban HA 13

2.5.2.2 Beban HB 14

2.5.3 Beban – beban lain 16

2.5.3.1 Beban angin 16

2.5.3.2 Beban pembrekan atau beban tarikan 17

2.5.3.3 Kesan suhu 18

2.5.3.4 Pengecutan dan rayapan 18

2.6 Rekabentuk papak geladak 20

2.6.1 Rekabentuk papak dalaman 21

2.6.1.1 Bagi kes 1 21

2.6.1.2 Bagi kes 2 22

2.8.2 Rekabentuk papak julur 24

2.7 Rekabentuk Rasuk 26

2.7.1 Rasuk di sokong Mudah 26

2.7.2 Analisis rekabentuk 27

2.8 Rekabentuk Tembok Landas 27

Page 11: jambatan BM

x

2.8.1 Jenis – jenis Tembok Landas 28

2.8.2 Analisis dan Rekabentuk 30

2.8.2.1 Mod Kegagalan 30

2.8.2.2 Rekabentuk Tetulang 31

2.8.2.3 Langkah – langkah rekabentuk 32

2.8.3 Penapak 33

BAB III PEMBANGUNAN PERISIAN 34

3.1 Pengenalan 34

3.2 Rekabentuk Kajian 35

3.3 Rekabentuk Kajian 36

3.3.1 Mengenalpasti masalah kajian 36

3.3.2 Menetapkan objektif dan skop kajian 38

3.3.3 Pemilihan metodologi 38

3.3.4 Kajian literatur dan pembangunan

helaian rekabentuk 38

3.3.5 Analisis dan rekabentuk 39

3.3.6 Perisian Microsoft Excel 39

3.3.7 Kesimpulan 39

Page 12: jambatan BM

xi

BAB IV CONTOH PENGIRAAN REKABENTUK

JAMBATAN KONKRIT BERTETULANG 40

4.1 Pengenalan 40

4.2 Beban 42

4.3 Rekabentuk Papak Geladak 53

4.4 Rekabentuk Rasuk 63

4.5 Rekabentuk Tembok Landas 70

BAB V PENGGUNAAN PERISIAN 93

5.1 Pengenalan 93

5.2 Keperluan Perkakasan 94

5.3 Keperluan Perisian 95

5.4 Penggunaan Perisian 96

BAB VI KESIMPULAN DAN CADANGAN 102

6.1 Kelebihan Perisian 102

6.1.1 Cepat dan pantas 102

6.1.2 Tepat 103

6.1.3 Selamat 103

6.1.4 Menjimatkan kos 104

6.1.5 Mudah dan teratur 104

Page 13: jambatan BM

xii

6.1.6 Mudah diubahsuai 105

6.1.7 Memberi pengetahuan rekabentuk 106

6.2 Kelemahan Perisian 106

6.2.1 Lukisan perincian 106

6.2.2 Mempunyai keperluan perisian

untuk menggunakannya 106

6.2.3 Tidak menghasilkan output fail 107

6.2.4 Mempunyai had – had yang tertentu

dalam rekabentuk 107

6.2.5 Hasil analisis yang muktamad 108

6.3 Cadangan – cadangan untuk

memperbaiki Perisian 109

6.4 Kesimpulan 109

RUJUKAN 110

SENARAI LAMPIRAN 111

Lampiran A-R 112-168

Page 14: jambatan BM

xiii

SENARAI JADUAL

NO. JADUAL TAJUK MUKA SURAT

2.1 Faktor beban untuk beban mati 12

2.2 Faktor beban untuk beban hidup HA 14

2.3 Faktor lorong HA 14

2.4 Faktor beban untuk beban hidup HA 15

2.5 Beban pembrekan yang bertindak pada jambatan 17

2.6 Jadual untuk pemalar rayapan 19

4.1 Beban mati struktur 43

4.2 Beban mati tindihan 45

4.3 Ringkasan beban mati 45

4.4 Kiraan beban HA 46

4.5 Kiraan beban HA dan beban HB 45 47

4.6 Faktor bagi tekanan angin 49

4.7 Kiraan beban angin 49

4.8 Kiraan beban pembrekan 50

4.9 Kiraan beban pengecutan, suhu dan rayapan 51

4.10 Kiraan daya STC 52

4.11 Kiraan momen dan daya ricih bagi beban mati dan beban HA 54

4.12 Kiraan Momen dan Daya Ricih bagi beban mati 55

4.13 Kiraan momen dan daya ricih bagi beban HB 56

4.14 Jumlah momen dan daya ricih bagi papak dalam 57

Page 15: jambatan BM

xiv

4.15 Kiraan momen dan daya ricih papak julur 57

4.16 Ringksan momen dan daya ricih bagi papak 58

4.17 Rekabentuk tetulang papak 59

4.18 Analisis beban rasuk 63

4.19 Dimensi rasuk 64

4.20 Pengiraan Rasuk 64

4.21 Dimensi Tembok Landas 70

4.22 Beban yang ditanggung oleh tembok landas 72

4.23 Ringkasan beban tembok landas 74

4.24 Kes beban 1 75

4.25 Kestabilan kes 1 76

4.26 Kes beban 2 79

4.27 Analisis Kestabilan kes 2 80

4.28 Kes beban 3 83

4.29 Analisis Kestabilan kes 3 84

4.30 Rekabentuk tembok landas 87

Page 16: jambatan BM

xv

SENARAI RAJAH

NO. RAJAH TAJUK MUKA SURAT

2.1 Struktur Jambatan secara keseluruhan 8

2.2 Struktur Jambatan yang direkabentuk 8

2.3 Papak geladak yang direkabentuk 9

2.4 Keratan papak geladak 9

2.5 Tembok landas 9

2.6 Keratan rasuk T 10

2.7 Dimensi untuk kenderaan HB 15

2.8 Notasi dalam kaedah Pigeaud 23

2.9 Taburan terikan, daya keratan bertetulang 24

3.1 Carta Aliran Rekabentuk Kajian 37

4.1 Pandangan Keseluruhan Jambatan 41

4.2 Beban kenderaan HB 48

4.3 Pelan dan keratan papak geladak 53

5.1 Cara pembukaan program “Rekabentuk

Jambatan Konkrit Bertetulang” 97

5.2 Menu utama perisian “Rekabentuk

Jambatan Konkrit Bertetulang” 98

5.3 Menu Input 98

5.4 Helaian Perkiraan Data 99

5.5 Helaian Perincian Tetulang 99

Page 17: jambatan BM

xvi

SENARAI SIMBOL

α1 - Nilai pekali lorong beban HA

αe - Nisbah modular

αsuhu - Nilai pekali suhu

αrayapan - Nilai pekali rayapan

αpengecutan - Nilai pekali pengecutan

βsx , βsy - Nilai pekali momen

δsuhu - Jumlah pergerakan yang disebabkan oleh suhu

δrayapan - Jumlah pergerakan yang disebabkan oleh rayapan

δpengecutan - Jumlah pergerakan yang disebabkan oleh pengecutan

ε1 - Terikan dalam konkrit

ε2 - Terikan berkurang disebabkan oleh kesan mengeras

εb - Terikan ricih bearing

εc - Terikan konkrit

εm - Terikan purata

εs - Terikan dalam keluli

εstc - Terikan ricih bearing akibat pengecutan, suhu dan rayapan

γ - Ketumpatan

φ - Sudut geseran dalaman

μ - Pekali geseran antara tapak tembok dan tanah

σs - Tegasan dalam keluli

φbar - Diameter tetulang keluli

Page 18: jambatan BM

xvii

φperangkai - Diameter tetulang keluli perangkai

φ - Diameter tetulang anti - retak

ax - Panjang rentang pendek

a - Luas setiap keratan

Ao - Luas bagi beban pengecutan, suhu dan rayapan

A - Luas keratan

As - Luas tetulang yang diperlukan

Asmin - Luas tetulang minimum

Asmax - Luas tetulang maksimum

Aws - Luas dedahan superstruktur

ALL - Luas dedahan bersih beban hidup

Asv - Luas keratan perangkai

b - Lebar rasuk

bL - Lebar lorong notional

bw - lebar rasuk bebibir

B - Lebar keseluruhan tembok landas

c - Penutup konkrit

C - Kejeleketan

d - Ukur dalam berkesan

Ec - Modulus keanjalan konkrit

Es - Modulus keanjalan keluli

fcu - Kekuatan ciri konkrit

fs - Tegasan khidmat

fy - Kekuatan ciri tetulang keluli

fyv - Kekuatan ciri perangkai

futt - Faktor ubahsuai tetulang tegangan

futm - Faktor ubahsuai tetulang mampatan

Page 19: jambatan BM

xviii

F - Daya yang bertindak diatas permukaan jalan

Fv , FM - Beban cerucuk

Fstc - Daya akibat pengecutan, suhu dan rayapan

G - Modulus ricih

Gk - Beban mati ciri

h - Ukur dalam keseluruhan keratan

hf - Ukurdalam tebal bebibir

Hk - Daya gelinciran

H - Tinggi keseluruhan dinding tembok landas

Iy - Momen inersia

lx - Rentang pendek

ly - Panjang rentang

L - Panjang rasuk

M - Momen lentur

Mi - Momen di tengah garisan tukup cerucuk

Mab - Momen pada dinding papak

Maa - Momen pada tapak luar

Mbb - Momen pada tapak dalam

MB - Momen halangan B

Mf - Momen rintangan bebibir

Mo - Momen putaran

Ms - Momen pada keadaan beban khidmat

n - Beban teragih seragam atas papak

Qk - Beban kenaan ciri

S1 - Jarak bersih antara bar tegangan

S2 - Jarak bersih pepenjuru

Sb - Jarak antara bar anti – retak

Page 20: jambatan BM

xix

St - Daya ricih setiap rasuk

Sstc - Daya ricih setiap rasuk disebabkan oleh pengecutan, suhu dan

rayapan

Sv - Jarak antara perangkai

t - Ketebalan purata

Tr - Beban terikan

u - Kelebaran roda kenderaan

v - Tegasan ricih purata

vc - Tegasan ricih konkrit

V - Daya ricih

Vk - Daya halangan

Vab - Daya ricih pada dinding papak

Vaa - Daya ricih pada tapak luar

Vbb - Daya ricih pada tapak dalam

Vsx , Vsy - Nilai pekali daya ricih

w - Lebar keretakan

wk - Ketumpatan konkrit

w1 , w2 - Beban atas rasuk

w3 - Berat sendiri rasuk

W - Beban setiap lorong national

x - Kedalaman paksi neutral

y - Lebar bagi beban pengecutan, suhu dan rayapan

z - Tebal bagi beban pengecutan, suhu dan rayapan

Z - Lengan momen

Page 21: jambatan BM

xx

SENARAI LAMPIRAN

LAMPIRAN TAJUK MUKA SURAT

A Menu utama 113

B Menu input (Beban) 114

C Menu rekabentuk (Beban) 115

D Menu input (Papak geladak) 116

E Menu rekabentuk (Papak geladak) 117

F Menu hasil rekabentuk (Papak geladak) 118

G Menu input (Rasuk) 119

H Menu rekabentuk (Rasuk) 120

I Menu hasil rekabentuk (Rasuk) 121

J Menu input (Tembok landas) 122

K Menu rekabentuk (Tembok landas) 123

L Menu hasil rekabentuk (Tembok landas) 124

M Menu jadual faktor lorong HA 125

N Menu jadual pekali momen lentur dan daya ricih 126

O Analisis Beban 127

P Rekabentuk Papak Geladak 135

Q Rekabentuk Rasuk 145

R Rekabentuk Tembok Landas 153

Page 22: jambatan BM

xxi

SENARAI ISTILAH

Abutment - Tembok Landas

Approach Slab - Papak tuju

Arch bridges - Jambatan gerbang

Balanced cantilever bridges - Jambatan julur imbang

Bearing - Pengalas

Braking - Pembebanan

Continuous bridges - Jambatan selanjar

Creep - Rayapan

Deck slab - Papak geladak

Diaphragm - Diafragma

Kerb - Bebendul jalan

Knife edge load - KEL

Parapet - Tembok tepi

Pile - Cerucuk

Pile cap - Tukup cerucuk

Pier - Tiang sambut

Premix - Pracampuran

Rigid frame bridge - Jambatan kerangka tegar

Traction - Tarikan

Shrinkage - Pengecutan

Spreadsheet - Helaian

Simply supported bridges - Jambatan sokong mudah

Page 23: jambatan BM

xxii

Standard abnormal loading - Beban hidup tak normal

Standard normal loading - Beban hidup normal

Structure dead load - Beban mati struktur

Substructure - Substruktur

Superimposed dead load - Beban mati tindihan

Superstructure - Superstruktur

Uniform distributed load - UDL

Wing Wall - Dinding sayap

Page 24: jambatan BM

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Pengenalan

Jambatan merupakan satu struktur yang unik dan penting. Sememangnya,

kepentingan jambatan tidak dapat disangkal dari zaman dahulu lagi memandangkan

tugasnya sebagai elemen penghubung di antara dua buah kawasan yang terpisah

akibat muka bumi seperti sungai, tasik dan lembah. Secara ringkasnya, jambatan

boleh didefinisikan sebagai satu struktur tetap yang dibina untuk menyambung dua

tempat yang terpisah atau terputus oleh satu halangan yang rendah supaya

membenarkan orang atau kenderaan melalui halangan tersebut tanpa menghalang

laluan di bawahnya. Halangan tersebut adalah seperti jalanraya, jalan keretapi

ataupun tempat semulajadi seperti sungai, tasik, lembah dan juga laut ataupun selat.

Jambatan secara langsung dapat memendekkan jarak antara dua tempat.

Dalam merekabentuk sebuah jambatan terdapat banyak aspek – aspek

penting yang perlu diberi perhatian dan pertimbangan seperti jenis – jenis beban

yang bertindak, jenis geladak yang sesuai, kaedah analisis, jenis rasuk dan jenis

tembok landas yang digunakan merupakan aspek penting penting yang turut

mempengaruhi rekabentuk jambatan. Disamping itu, jarak rentang juga

mempengaruhi kesesuaian jenis geladak yang patut digunakan.

Page 25: jambatan BM

2

Jambatan yang paling sesuai untuk sesuatu tempat boleh diputuskan selepas

kiraan dan anggaran kasar daripada kos pembinaan dan penyelenggaraan. Terdapat

beberapa jenis jambatan seperti jambatan galang atau papak sokong mudah,

jambatan julur imbang, jambatan selanjar, jambatan gerbang dan jambatan kerangka

tegar.

Terdapat pelbagai perisian komputer yang boleh digunakan untuk

merekabentuk jambatan seperti Bridge SelectCAD, LUSAS Bridge, CONSPAN LA,

GT STRUDL dan lain – lain lagi. Dalam kajian ini, suatu perisian komputer akan

dibangunkan dengan bantuan perisian Microsoft Excel untuk menganalisis dan

merekabentuk struktur jambatan konkrit bertetulang. Seperti struktur konkrit

bertetulang yang lain, rekabentuk jambatan melibatkan daya – daya dan juga momen

lentur yang bertindak dan seterusnya menentukan jenis dan bilangan tetulang keluli

yang diperlukan. Sekiranya rekabentuk dilakukan secara manual kemungkinan akan

berlaku kesilapan dan ia juga mengambil masa yang panjang. Oleh itu, dengan

bantuan perisian Microsoft Excel, kerja rekabentuk struktur jambatan konkrit

bertetulang akan menjadi lebih mudah dan menjimatkan masa.

1.2 Objektif

Objektif dalam projek ini adalah seperti berikut:

(a) Menghasilkan satu prosedur rekabentuk jambatan konkrit bertetulang

disokong mudah berdasarkan kod – kod amalan yang tertentu.

(b) Membina satu aturcara dengan bantuan perisian Microsoft Excel bertujuan

untuk mempercepatkan kerja rekabentuk struktur jambatan konkrit

bertetulang disamping mendapat hasil rekabentuk yang jelas dan kemas.

Page 26: jambatan BM

3

1.3 Skop kajian

Skop kajian bagi projek sarjana muda ini adalah seperti berikut:

(a) Menganalisis beban dan memahami proses rekabentuk struktur jambatan

konkrit bertetulang.

(b) Merekabentuk struktur jambatan konkrit bertetulang disokong mudah dengan

tiga komponen seperti papak geladak, rasuk konkrit bertetulang dan tembok

landas.

(c) Membina satu aturcara dengan bantuan perisian Microsoft Excel dalam

merekabentuk struktur jambatan konkrit bertetulang.

(d) Semua pengiraan beban, momen lentur, pekali yang terlibat adalah

berdasarkan kepada kod amalan BS8110, BS 5400, BD 37/01 dan BS

153:Part 3.

(e) Bahagian hidrologi diabaikan dalam proses merekabentuk struktur jambatan

konkrit bertetulang ini.

Page 27: jambatan BM

4

1.4 Kepentingan Kajian

Perkembangan pesat dalam bidang pembinaan telah menghasilkan pelbagai

bentuk kaedah pembinaan yang memberikan kelebihan – kelebihan tertentu terutama

dari segi ekonomi dan struktur. Kini, pembinaan struktur jambatan secara konkrit

bertetulang telah dipraktikkan dengan meluas di seluruh dunia.

Oleh itu, kepentingan kajian ini ialah:

(a) Memberikan pendedahan terhadap panduan analisis dan rekabentuk untuk

struktur jambatan konkrit bertetulang dengan rentang disokong mudah

kepada pihak – pihak yang terlibat dalam bidang kejuruteraan awam.

(b) Memperkenalkan kaedah pembinaan struktur jambatan konkrit bertetulang

dengan rentang disokong mudah dengan menganalisis beban yang terlibat

dan tiga komponen yang direkabentuk seperti papak geladak, rasuk dan

tembok landas.

Page 28: jambatan BM

BAB II

ASPEK – ASPEK REKABENTUK JAMBATAN

2.1 Pengenalan

Kajian literatur dijalankan untuk tujuan memperkembangkan penggunaan

perisian komputer serta menghasilkan suatu program rekabentuk struktur jambatan

konkrit bertetulang. Projek Sarjana Muda (PSM) ini melibatkan rekabentuk

jambatan konkrit bertetulang dan perisian pemproses data Microsoft Excel.

Rekabentuk elemen jambatan konkrit bertetulang merupakan teras kepada

kajian projek ini. Segala prosedur dan rumusan yang diperlukan bagi tujuan

rekabentuk adalah berpandukan kepada kod – kod amalan yang merupakan satu

piawaian antarabangsa yang begitu meluas penggunaan dalam bidang rekabentuk.

Microsoft Excel adalah perisian komputer bagi kegunaan am untuk

menganalisis dan merekabentuk struktur dalam kejuruteraan. Ia telah dibangunkan

lebih dari 20 tahun oleh Research Engineers Institute International yang mempunyai

beribu cawangan pejabat di Amerika (USA).

Pemprosesan data menggunakan Microsoft Excel pula merupakan salah satu

perisian yang terdapat dalam kumpulan Microsoft Office. Perisian ini mampu untuk

Page 29: jambatan BM

6

melakukan operasi pengiraan dengan tepat serta menghasilkan carta. Ia juga mudah

diperolehi dan mudah digunakan. Satu lagi kelebihan Microsoft Excel ialah ia boleh

saling berinteraksi dengan perisian yang lain.

2.2 Jenis – jenis Jambatan

Terdapat pelbagai jenis jambatan yang mempunyai rekabentuk yang indah

dari segi senibina mahupun kejuruteraan. Antara pengkelasan yang biasa digunakan

dalam mengkategorikan struktur jambatan ialah dari segi jenis sistem struktur dan

jenis sistem geladak. Manakala dari segi binaan pula jambatan boleh dibina daripada

keluli, batu – bata, kayu, konkrit prategasan dan konkrit bertetulang.

2.2.1 Jenis sistem struktur

Sistem jenis ini menunjukkan anggota struktur rentang dan beban yang

bertindak. Ia boleh dikategori kepada:

(a) Jambatan disokong mudah

(b) Jambatan julur

(c) Jambatan selanjar

(d) Jambatan penyokong kabel

(e) Jambatan gantung

(f) Jambatan kerangka

(g) Jambatan gerbang

(h) Jambatan kekuda

(i) Jambatan galang kekotak

Page 30: jambatan BM

7

Setiap komponen dalam jambatan perlu direkabentuk mengikut formula dan

kod – kod yang tertentu.

2.2.2 Jenis sistem geladak

Jenis ini dikaitkan dengan struktur rasuk dan papak binaan untuk dijadikan

sistem lantai jambatan. Dari segi jenis geladak pula terdiri daripada:

(a) Jambatan rasuk – T konkrit bertetulang

(b) Jambatan rasuk konkrit bertetulang pratuang

(c) Jambatan papak konkrit bertetulang

(d) Jambatan papak konkrit lompang

(e) Jambatan konkrit galang kotak

(f) Jambatan papak konkrit bertetulang diatas rasuk keluli – komposit

Dalam projek ini, tiga komponen struktur jambatan konkrit bertetulang

disokong mudah akan direkabentuk menggunakan perisian Microsoft Excel seperti

papak geladak, rasuk – T konkrit bertetulang dan tembok landas julur.

2.3 Komponen Jambatan

Jambatan adalah gabungan daripada beberapa komponen struktur yang saling

bertindak balas antara satu sama lain. Ia terdiri daripada tiga bahagian penting iaitu

superstruktur, substruktur dan asas.

Page 31: jambatan BM

8

Bahagian superstruktur merupakan komponen yang berada di atas pengalas.

Bahagian ini terdiri daripada rasuk, papak geladak, tembok tepi dan diafragma.

Manakala bahagian substruktur berada di bawah pengalas. Ia termasuklah

tembok landas, tiang sambut, bank seat dan pengalas.

Bahagian asas mengandungi struktur seperti cerucuk dan tukup cerucuk.

Struktur tambahan pula seperti turapan permukaan jambatan, perparitan, bebendul

jalan, paip saliran, railing, laluan tepi dan sebagainya.

Secara umumnya, jambatan terdiri daripada komponen ditunjukkan dalam

Rajah 2.1.

Rajah 2.1: Struktur Jambatan secara keseluruhan

Dalam kajian ini hanya empat elemen akan dianalisis dan direkabentuk

seperti beban yang bertindak, papak geladak, rasuk konkrit bertetulang, tembok

landas seperti yang digambarkan dalam Rajah 2.2 berikut.

Rajah 2.2: Struktur Jambatan yang direkabentuk

Page 32: jambatan BM

9

Rajah 2.3: Papak geladak yang direkabentuk

Rajah 2.4: Keratan papak geladak

Rajah 2.5: Tembok landas

Page 33: jambatan BM

10

Rajah 2.6: Keratan rasuk T

2.4 Kod Amalan Rekabentuk

Kod amalan diperlukan dalam kerja – kerja merekabentuk sesuatu struktur

untuk memenuhi spesifikasi – spesifikasi serta keperluan – keperluan tertentu yang

perlu dipatuhi. Di Malaysia umumnya amalan rekabentuk dibuat berpandukan

Piawaian British. Bagi rekabentuk struktur jambatan konkrit bertetulang, kod

amalan yang berikut digunakan:

(a) BS 8110 : 1997 : Structural Use of Concrete

Part 1 : Code of Practice for Design and Construction

Part 2 : Code of Practice for Special Circumstances

Part 3 : Design Charts for singly reinforced beams, doubly reinforced beams

and rectangular column

(b) BD 37 : 2001 : Loads for Highway Bridges

Part 14 : Volume 1 : Highway Structures : Approval Procedures and General

Design

Part 14 : Section 3 : General Design

Part 2 : Composite Version of BS 5400

Page 34: jambatan BM

11

(c) JKR Specification for Bridge Design

(d) BS 153 : 1972

Part 3A : Loads

(e) BS 5400 : 1990 : Steel, Concrete and Composite Bridges

Part 4: Code of Practice for design of concrete bridges

2.5 Beban

Beban tidak mungkin boleh ditafsir dengan tepat, sebaliknya pula untuk

kebanyakan struktur adalah tidak ekonomi merekabentuknya untuk beban yang

paling tinggi yang mungkin ditanggung. Untuk sistem pembebanan, kod amalan

yang digunakan adalah BD 37/01:2001 (Department Of Transport Highways and

Traffic). BD 37/01 adalah kod amalan yang diguna pakai di negara kita pada masa

kini untuk merekabentuk jambatan. Kod amalan ini telah termaklum digunakan

selaras di negara kita ini di semua unit rekabentuk jambatan seperti Bahagian

Jambatan Jabatan Kerja Raya Malaysia dan firma – firma rekabentuk dan perunding

lain. Kod ini sebenarnya adalah hasil pembetulan yang dibuat ke atas BS 5400:Part

2:1978 dan dicadangkan digunakan bersama dengan bahagian lain dalam BS 5400.

2.5.1 Beban Mati

Terdapat dua jenis beban mati yang perlu diambilkira dalam rekabentuk

struktur jambatan iaitu beban mati struktur dan beban mati tindihan. Beban mati

struktur adalah seperti rasuk, papak geladak dan tembok tepi. Manakala beban mati

Page 35: jambatan BM

12

tindihan seperti lapisan permukaan jalan, susur jambatan, perabot jambatan , berat

kemudahan – kemudahan (paip air, kabel elektrik dan kabel telekom) dan bahagian –

bahagian yang lain yang ditupang oleh struktur jambatan. Pada permulaan dalam

rekabentuk jambatan, adalah perlu membuat anggaran saiz untuk pelbagai

komponen struktur jambatan tersebut agar berat sendirinya dapat dikira.

Beban mati boleh dikira daripada rumus berikut:

Berat struktur, W = isipadu struktur, V x Ketumpatan konkrit,ρ

Faktor beban γn untuk beban mati ditunjukkan dalam Jadual 2.1.

Jadual 2.1 : Faktor beban untuk beban mati

Untuk keadaan had

muktamad

Untuk keadaan had

kobolehkhidmatan

Beban mati struktur 1.15 1.00

Beban mati tindihan 1.75 1.20

2.5.2 Beban hidup

Beban hidup adalah beban lalulintas yang terdiri daripada kenderaan –

kenderaan dan lain – lain pengguna dan dipertimbangkan sebagai beban statik.

Beban ini terdiri daripada beban hidup normal HA dan beban hidup HB.

Page 36: jambatan BM

13

2.5.2.1 Beban HA

Beban HA adalah beban yang mewakili beban sebenar kenderaan yang

ringan. Beban ini terdiri daripada beban teragih seragam (HA - UDL) dan beban

mata pisau (HA - KEL).

(a) Beban teragih seragam (HA - UDL)

Beban ini teragih seragam di kedua – dua panjang dan lebar jalan yang

direkabentuk. Nilai beban teragih seragam adalah hasil daripada terbitan geraf

lengkung beban HA UDL dalam BD 37/01 untuk lorong notional. Fungsi persamaan

lengkung antara panjang pembebanan dan beban UDL adalah seperti berikut:

mL 50≤ 67.01336 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

LW kN/m

mLm 160050 ≤≤ 1.0136 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

LW kN/m

dengan,

L = panjang pembebanan dalam meter

W = beban per meter bagi setiap lorong notional dalam kN

(b) Beban mata pisau (HA - KEL)

Beban HA – KEL ini adalah beban tumpu yang bertindak pada sepanjang

rentang yang direkabentuk. Beban ini perlu diletakkan pada tempat yang akan

menghasilkan beban maksimum untuk merekabentuk jambatan ini. Nilai bagi beban

ini ialah 120 kN untuk setiap lorong notional.

Faktor beban γn untuk beban hidup HA ditunjukkan dalam Jadual 2.2.

Page 37: jambatan BM

14

Jadual 2.2 : Faktor beban untuk beban hidup HA

Untuk keadaan had

muktamad

Untuk keadaan had

kobolehkhidmatan

Gabungan 1 1.50 1.20

Gabungan 2 & 3 1.25 1.00

Untuk beban hidup HA, beban ini perlu didarabkan dengan faktor lorong

mengikut jumlah lorong dan panjang rentang jambatan yang ditunjukkan di dalam

Jadual 2.3.

Jadual 2.3 : Faktor lorong HA

Panjang

Pembebanan,L

Faktor lorong

pertama, β1

Faktor lorong

kedua, β2

Faktor lorong

ketiga, β3

Faktor lorong

keempat &

seterusnya, β4

0 < L < 20 α1 α1 0.6 0.6α1

20 < L < 40 α2 α2 0.6 0.6α2

40 < L < 50 1.0 1.0 0.6 0.6

dengan, α1 = 0.274 bL dan tidak melebihi daripada 1.0

α2 = 0.0137 [bL (40 – L) + 3.65 (L – 20)]

bL = lebar lorong notional (m).

2.5.2.2 Beban HB

Beban ini adalah beban luar biasa yang merupakan beban dari kenderaan

seperti traktor bersama trailer. Beban ini merupakan beban bergerak di sepanjang

rentang. Ia terdiri daripada satu kenderaan yang mempunyai 16 roda dengan 4

gandar dan ia dinyatakan dalam bentuk unit bagi setiap gandar, dimana 1 unit

bersamaan dengan 10 kN seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.7.

Page 38: jambatan BM

15

Menurut BD 37/01 jumlah maksimum beban HB yang selalu digunakan ialah

45 unit untuk setiap gandar manakala nilai minimum ialah 30 unit. Akan tetapi,

bilangan unit beban HB boleh ditingkatkan lebih dari 45 unit jika diarahkan oleh

pihak yang berkuasa. Beban HA dan HB boleh digabungkan untuk mendapatkan

keputusan yang lebih kritikal. Beban HA dan HB boleh bertindak serentak ke atas

laluan tetapi pada lorong yang berlainan.

Rajah 2.7 : Dimensi untuk kenderaan HB

Faktor beban γn untuk beban hidup HB ditunjukkan dalam Jadual 2.4 dibawah.

Jadual 2.4 : Faktor beban untuk beban hidup HA

Untuk keadaan had

muktamad

Untuk keadaan had

kobolehkhidmatan

Gabungan 1 1.30 1.10

Gabungan 2 & 3 1.10 1.00

Page 39: jambatan BM

16

2.5.3 Beban – beban lain

Selain daripada beban – beban yang disebutkan diatas, terdapat juga beban –

beban yang dipertimbangkan dalam merekabentuk struktur jambatan konkrit

bertetulang. Beban – beban ini adalah seperti berikut:

2.5.3.1 Beban angin

Beban angin adalah kesan daripada tekanan angin ke atas jambatan

bergantung kepada lokasi, tinggi jambatan, panjang rentang, geografi, rupabumi dan

keratan rentasnya. Untuk kebanyakan jambatan, kesan angin tidak begitu

dititikberatkan terutama bagi struktur rasuk yang pendek dan papak konkrit

walaupun beban angin diangggap sebagai beban bergerak untuk tujuan rekabentuk.

Terdapat dua jenis kes beban angin yang ada iaitu kes dengan beban dan kes tanpa

beban.

Tekanan bagi kes tanpa beban adalah 1.4 kN/m2.

Daya angin sisi,

W = 1.4 x Aws x (1 + n / 16)

Daya angin membujur,

W=¼ x Daya angin sisi

Tekanan bagi kes dengan beban adalah 0.7 kN/m2.

Daya angin sisi,

W = 0.7 x (Aws + ALL) x (1 + n / 16)

Page 40: jambatan BM

17

Daya angin membujur,

W = (0.7 x ¼ x Aws) + (0.7 x ½ x ALL ) x (1 + n / 16)

dengan,

Aws = Luas dedahan superstruktur

ALL = Luas dedahan bersih beban hidup

n = L / H

2.5.3.2 Beban pembrekan atau beban tarikan

Beban memanjang yang diakibatkan oleh kesan membrek kenderaan akibat

pecutan dan nyahpecutan oleh kenderaan pada permukaan jalan. Beban ini

dikenakan pada permukaan jalan dan kritikal pada kenderaan yang besaiz besar. Ia

adalah selari dengan permukaan jalan dalam satu lorong notional sahaja.

Jadual 2.5 : Beban pembrekan yang bertindak pada jambatan

Beban HA Beban HB 45

Jarak ≤ 3.00 m 100 kN 450 kN

Jarak > 3.00 m 100 kN ditambah dengan

17 kN bagi setiap meter

selepas 3.00 mm tetapi

tidak melebihi 253kN

450 kN

Page 41: jambatan BM

18

2.5.3.3 Kesan suhu

Beban yang terhasil akibat dari kesan perubahan suhu dalam keseluruhan atau

bahagian – bahagian tertentu jambatan apabila struktur terdedah kepada keadaan

cuaca di sekelilingnya.

Nilai pergerakan rasuk disebabkan oleh perubahan suhu,

αsuhu = 5.50 x 10-6 / 0 C / unit panjang rentang

Anggap suhu sebanyak = 300C

δsuhu = 5.50 x 10-6 x 300C x L

2.5.3.4 Pengecutan dan rayapan

Beban ini terhasil dan ketara apabila struktur dibina dan dibebani

berperingkat – peringkat. Ini kerana wujudnya bahagian – bahagian struktur yang

mempunyai kematangan konkrit yang berlainan. Anggap 2/3 daripada perubahan

suhu dan ½ daripada perubahan pengecutan dalam merekabentuk struktur jambatan.

Nilai pergerakan rasuk disebabkan oleh perubahan rayapan,

αrayapan = 555 x 10-6 / unit panjang rentang

δrayapan = 555 x 10-6 x L (mm)

Nilai pergerakan rasuk disebabkan oleh perubahan pengecutan,

αpengecutan =200 x 10-6 / unit panjang rentang

δpengecutan = 200 x 10-6 x L (mm)

Page 42: jambatan BM

19

Jadual untuk pemalar rayapan, ditunjukkan dalam Jadual 2.6.

Jadual 2.6 : Jadual untuk pemalar rayapan

Panjang rasuk, L (m) Pekali rayapan

31.24 407

25 428

18.9 555

16.76 594

12.50 634

Anggap pengecutan sebanyak 2/3 dan rayapan sebanyak ½ yang perlu diambil kira

semasa meletakkan rasuk. Oleh yang demikian, pemendekkan efektif,

Jumlah pergerakan rasuk,

δstc = (1/3 x δpengecutan )+ (1/2 x δrayapan) + δsuhu

Bagi menentukan daya yang disebabkan oleh perubahan pengecutan, suhu dan

rayapan, anggaran saiz bagi pengalas perlu ditentukan.

Daya ricih yang disebabkan oleh suhu sahaja

Daya ricih per rasuk, St = εb x Ao x G

dengan,

εb = δsuhu / ketebalan pengalas

Ao = Luas permukaan pengalas (mm2)

G = Modulus ricih untuk pengalas(N/mm2)

Jumlah daya ricih / tembok landas;

St = St x bilangan rasuk

Page 43: jambatan BM

20

Daya ricih yang disebabkan oleh pengecutan, suhu dan rayapan;

Daya ricih per rasuk, Sstc = εstc x Ao x G

dengan,

εstc = δstc / ketebalan pengalas

Ao = Luas permukaan pengalas (mm2)

G = Modulus ricih untuk pengalas(N/mm2)

Jumlah daya ricih / tembok landas;

Sstc = Sstc x bilangan rasuk

2.6 Rekabentuk papak geladak

Di dalam papak geladak terdapat agihan beban dalam rasuk utama

membujur, rasuk diafragma melintang dan juga tegasan agihan tempatan. Tegasan

agihan tempatan disebabkan oleh beban mati papak geladak dan permukaan jalan,

beban HA, beban roda HB.

Tegasan agihan ini terhad kepada papak geladak tetapi mungkin bertindih

untuk membenarkan tegasan agihan paduan dalam keseluruhan struktur jambatan.

Keadaan sempadan papak geladak adalah kompleks kerana paksi rasuk membujur

dan melintang mempunyai pesongan yang tidak sama. Masalah ini dapat

dipermudahkan dengan menganggap sempadan papak geladak adalah mudah dan

tidak mengalami pesongan. Faktor yang diperkenalkan adalah dengan mengambil

kira keselanjaran lebih di penyokong.

Page 44: jambatan BM

21

Penentuan tegasan yang disebabkan oleh beban seragam seperti beban mati

dan beban HA mudah untuk ditentukan berdasarkan kepada BD 37/01. Bagi tegasan

yang disebabkan oleh beban roda boleh ditentukan dengan kaedah Pigeaud atau

kaedah Westergaard. Dalam kajian ini, kaedah Pigeaud telah digunapakai.

Dalam merekabentuk papak geladak menggunakan kaedah Pigeaud, terdapat

dua kes beban yang perlu dititikberatkan. Kes pertama adalah beban mati dengan

beban HA, kes kedua pula adalah beban mati dengan beban HB.

Papak padu konkrit boleh direkabentuk untuk merentang satu hala atau dua

hala bergantung kepada susunan dan bilangan penyokongnya yang boleh terdiri dari

rasuk atau dinding. Di awal rekabentuk papak, ketebalan premix dan papak perlu

dikira dengan mendarabkan ketebalan dengan ketumpatan.

Premix = Ketebalan premix x 23 kN/m3

Papak = Ketebalan papak x 24 kN/m3

2.6.1 Rekabentuk papak dalaman

Terdapat dua kes beban yang perlu dititikberatkan iaitu beban mati dengan

beban HA dan beban mati dengan beban HB.

2.6.1.1 Bagi kes 1

Beban rekabentuk = (1.75 x premix) + (1.15 x papak) + (1.50 x HA – UDL)

Page 45: jambatan BM

22

Momen, M = βsx n lx2

dengan,

βsx = pekali momen dari Jadual 3.12 BS 8110.

n = beban rekabentuk per m2

lx2 = rentang pendek (m)

Daya ricih, V = βsx n lx

dengan,

Vsx = daya ricih pada sisi panjang

Vsy = daya ricih pada sisi pendek

βsx , βsy = pekali ricih dari Jadual 3.12 BS 8110

2.6.1.2 Bagi kes 2

Beban rekabentuk = (1.75 x premix) + (1.15 x papak)

Momen, M = βsx n lx2

dengan,

βsx = pekali momen dari Jadual 3.12 BS 8110.

n = beban rekabentuk per m2

lx2 = rentang pendek (m)

Daya ricih, V = βsx n lx

dengan,

Vsx = daya ricih pada sisi panjang

Vsy = daya ricih pada sisi pendek

βsx , βsy = pekali ricih dari Jadual 3.12 BS 8110

Page 46: jambatan BM

23

Dengan menggunakan Kaedah Pigeaud,

Notasi diambil dalam kaedah Pigeaud adalah untuk penyesaian yang

ditunjukkan dibawah:

lyF

Rajah 2.8 : Notasi dalam kaedah Pigeaud

Sisi luas pembebanan tengah ditentukan daripada keluasan roda sebenar dan

45 darjah serakan yang melalui terus ketebalan permukaan jalan. Oleh sebab itu,

beban roda HB mempunyai dimensi 15 inci x 3 inci dan diberi formula dibawah:

ax = u + 2(d + t)

ay = v + 2(d + t)

dengan,

t = ketebalan permukaan jalan

d = ketebalan papak konkrit

Nisbah bagi ly / lx , ax / lx, ay / lx perlu dikira. Kiraan momen dan daya ricih

boleh ditentukan berdasarkan Data Sheet 45 Reynold.

M=x = kαxF (kNm/m).

Vx = F / (2ax + ay)

Page 47: jambatan BM

24

2.6.2 Rekabentuk papak julur

Bagi rekabentuk papak julur ini, momen dan ricih pada penyokong perlu

dikira pada setiap elemen seperti railing, bebendul jalan, papak, pracampuran dan

beban HA-UDL. Selepas itu, rekabentuk bagi tetulang, daya ricih, pesongan adalah

sama.

Untuk keretakan, persamaan teori elastik digunakan dan nilai momen pada

keadaan khidmat adalah 35 kNm/m.

Keratan Daya Terikan

εs

ε1

z

Fst

Fcc

xdh

Rajah 2.9 : Taburan terikan, daya keratan bertetulang

Nisbah modular,

αe = Es / 0.5 Ec

ρ = As / bd

β = ( )2.. ++− ραρααρ eee

Kedalaman paksi neutral,

x = βd

Lengan momen,

Z = d – (x / 3)

Page 48: jambatan BM

25

Tegasan dalam keluli,

σs = M / As . z

Terikan dalam keluli,

εs = σs / Es

Terikan dalam konkrit,

ε1 = εs.( h – x) / (d – x)

Terikan berkurang disebabkan oleh kesan mengeras,

ε2 = ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

−−)(

)')((8.3xdAE

xaxhb

ss

t

Terikan purata,

εm = ε1- ε2

150

y2

y1

acr

y1

acr = 2/)( 22

21 φ−+ yy

Lebar keretakan,

w = )/()(21

3

min xhCaa

cr

mcr

−−+ε

Page 49: jambatan BM

26

2.7 Rekabentuk Rasuk

Rasuk pada asasnya adalah elemen struktur yang menanggung beban sisi

dalam bentuk momen lentur, daya ricih dan momen puntiran supaya rasuk

berkelakuan memuaskan bila dikenakan beban keperluan had kebolehkhidmatan

juga perlu dipertimbangan semasa rekabentuk. Oleh itu langkah – langkah

rekabentuk rasuk yang lengkap boleh dinyatakan sebagai berikut:

i. Pertimbangan kelasakan dan rintangan api

ii. Penentuan saiz rasuk

iii. Anggaran beban

iv. Analisis untuk momen, daya ricih dan puntiran

v. Rekabentuk tetulang untuk momen

vi. Pemotongan dan tambatan bar

vii. Rekabentuk perangkai untuk ricih

viii. Semakan pesongan

ix. Semakan keretakan

x. Perincian tetulang

2.7.1 Rasuk di sokong Mudah

Kewujudan rasuk disokong mudah dalam binaan tuang di-situ tidaklah

sekerap rasuk selanjar. Bagaimanapun ia merupakan elemen penting dalam binaan

konkrit pratuang. Rentang berkesan bagi rasuk disokong mudah yang diberikan

dalam fasal 3.4.1.2, BS 8110 adalah seperti berikut.

i. Jarak antara garis tengah penyokong

ii. Jarak bersih antara penyokong – penyokong tambah ukurdalam

berkesan.

Page 50: jambatan BM

27

2.7.2 Analisis rekabentuk

Dalam merekabentuk rasuk, terdapat beberapa beban yang perlu diambilkira

seperti:

(i) Beban mati struktur terdiri daripada papak geladak, dinding tembok

tepi, railing, rasuk utama, rasuk diafragma.

(ii) Beban mati tindihan seperti pracampuran, kabel TNB, lapisan konkrit

asfalt.

(iii) Beban hidup terdiri daripada beban HA dan beban HB.

(iv) Beban HA pula terdiri daripada beban UDL dan KEL.

(v) Beban HB 45 terdiri daripada UDL dan HB

Rekabentuk yang seterusnya adalah sama seperti merekabentuk struktur

bangunan tetapi hanya beban yang bertindak sahaja berbeza.

2.8 Rekabentuk Tembok Landas

Tembok landas ialah komponen substruktur pada kedua hujung jambatan

yang menyokong superstruktur dengan mengagihkan beban kepada penapak.

Tembok landas dihubungkan kepada struktur untuk memberi kesinambungan

diantara bahagian jalanraya atau lebuhraya (secara am atau benteng) dengan

menyokong komponen jambatan. Tembok landas juga digunakan untuk menahan

tanah tebing daripada runtuh dan juga dapat melindungi daripada banjir. Dengan itu

ia hendaklah bebas dari mengalami pergerakan oleh lenturan, gelinciran atau

tumbang (putaran).

Terdapat tiga jenis tembok landas konkrit yang biasa digunakan dalam

pembinaan, iaitu tembok graviti, tembok julur dan tembok selangka. Elemen –

Page 51: jambatan BM

28

elemen tambahan biasa juga dibina untuk meningkatkan kestabilan tembok.

Umpamanya tembok julur mungkin diperkuatkan dengan rasuk pengunci yang

menjulur ke bawah dari tapak tembok ke dalam tanah bagi menghalang gelinciran.

Unjuran tapak ke hadapan dan ke belakang dinding juga disesuaikan, dan ia

mempunyai pengaruh besar dalam memastikan kestabilan tembok

2.8.1 Jenis – jenis Tembok Landas

(a) Tembok Graviti

Tembok graviti dibina daripada konkrit, dengan tetulang nominal sahaja

disediakan dekat permukaannya untuk menghadkan keretakan oleh pengembangan

dan pengecutan konkrit yang disebabkan perubahan suhu. Kestabilannya bergantung

kepada berat sendirinya yang besar. Untuk memastikan tiada putaran keluar

(tumbang) berlaku, paduan daya ufuk, Hk dan berat sendiri, Vk hendaklah berada

dalam ruang 1/3 tengah lebar tapaknya. Keadaan ini juga dapat mengekalkan

geseran di antara tapak tembok dengan tanah di bawahnya bagi menghalang

gelinciran. Tetulang nominal yang disediakan itu adalah mencukupi kerana tebal

tembok yang besar memberikan ukur dalam efektif, d yang besar, dengan itu tidak

memerlukan kuantiti tetulang yang besar. Nilai d yang besar juga membuatkan

lenturan, ricih dan pesongan tidak signifikan. Tembok graviti sesuai digunakan

apabila luas kawasan tapak pembinaannya tidak menjadi masalah, kekurangan buruh

mahir, dan biasanya untuk tebing yang memerlukan ketinggian tembok yang tidak

melebihi 2 m.

Page 52: jambatan BM

29

(b) Tembok Julur

Tembok jenis ini direka bentuk sebagai menjulur ke atas dari tapak yang

besar dan tegar. Tembok jenis ini penting bagi dinding tegak menyokong kedua –

dua beban mati dan beban hidup seperti beban ufuk contohnya beban tarikan, angin,

pengecutan, suhu dan rayapan dan juga tekanan tanah. Kestabilannya selalu

bergantung kepada berat tanah timbunan di belakangnya. Walau bagaimana pun

rasuk pengunci juga dibina untuk tujuan ini. Seperti juga tembok graviti, paduan

tindakan beban mestilah melalui 1/3 tengah lebar tapaknya bagi mengelakkan

putaran (tumbang) dan memastikan tiada tekanan negatif wujud di bawah tapak

tembok. Dengan itu, tapak tembok sentiasa bersentuh dengan tanah di bawahnya dan

geseran antara kedua – duanya berkesan. Pelbagai bentuk tembok julur biasa dibina.

Secara amnya tebal minimum bahagian tembok dan tapak masing – masing ialah

200 mm dan 250 mm. Sebagai anggaran kasar dalam reka bentuk, bolehlah diambil

tebal tembok sebagai 80 mm bagi setiap 1 m ketinggiannya.

(c) Tembok Selangka

Tembok selangka digunakan apabila tinggi keseluruhan tembok terlalu besar

untuk dibina secara ekonomi menggunakan tembok julur, biasanya apabila

ketinggian tanah yang perlu ditahan melebihi 5 – 6 m. Asas binaan tembok selangka

ialah tanah bertindak ke atas dinding nipis yang merentang dalam arah ufuk di antara

selangka – selangka yang besar. Selangka yang besar ini adalah untuk mendapatkan

berat sendiri yang mencukupi bagi tujuan kestabilan, yang juga ditambah oleh berat

timbunan tanah di belakangnya. Selangka direka bentuk sebagai menjulur dari tapak.

Ia menanggung momen yang besar kerana beban dari dinding tertumpu kepadanya.

Page 53: jambatan BM

30

2.8.2 Analisis dan Rekabentuk

2.8.2.1 Mod Kegagalan

Kegagalan boleh berlaku sama ada gelinciran, putaran atau pengenapan

contohnya tekanan pada tapak melebihi kapasiti bearing tanah. Rekabentuk tembok

landas dibuat melalui tiga peringkat:

(a) Kestabilan

Kestabilan diperiksa pada beban muktamad. Ia melibatkan dua aspek, iaitu

kestabilan terhadap putaran (tumbang) dan kestabilan terhadap gelinciran. Keadaan

kritikal ialah apabila daya ufuk maksimum (1.4 Hk) dihalang oleh daya pugak

minimum (1.0 Vk). Faktor beban bagi daya ufuk boleh juga diambil sebagai 1.6 jika

ini yang dirasakan lebih munasabah oleh pereka bentuk berdasarkan beban – beban

yang bertindak.

• Kestabilan Terhadap Putaran

Momen Halangan > Momen Putaran

Kedua – dua nilai momen tersebut diambil terhadap titik putaran yang sama.

Momen halangan dengan faktor beban 1.0 diberikan oleh berat sendiri tembok dan

tanah timbunan di belakangnya. Momen putaran pula, dengan faktor beban 1.4

adalah disebabkan oleh daya ufuk tanah ke atas keseluruhan tinggi tembok.

∑1.0 Vk L > ∑1.4 Hk L

Page 54: jambatan BM

31

• Kestabilan Terhadap Gelinciran

Daya halangan > Daya Gelinciran (μ∑V > Hk)

Dimana μ ialah koefisien geseran di antara tapak tembok dan tanah, dan Pp

ialah daya pasif yang disediakan oleh rasuk pengunci. Tanah di hadapan tembok

juga menyediakan daya pasif untuk menghalang gelinciran. Tetapi kadang – kadang

ianya ditimbuskan kemudian selepas tapak siap dan dibebani. Mengambilkira

sumbangannya dalam keadaan ini akan menyebabkan tidak selamat, dengan itu lebih

baik diabaikan dalam kiraan.

• Kestabilan Terhadap Enapan (Tegasan pugak di bawah Tapak Tembok)

Kestabilan terhadap enapan tanah diperiksa pada beban khidmat, di mana

semua faktor beban adalah 1.0 tegasan pugak yang dihasilkan di bawah tapak

tembok hendaklah tidak melebihi nilai tegasan galas izin tanah, jika tidak enapan

akan berlaku dan tembok terbenam.

2.8.2.2 Rekabentuk Tetulang

Rekabentuk dibuat pada had muktamad dari segi kekuatan bahan dan beban.

Bahagian dinding direka bentuk untuk menghalang momen lentur dan daya ricih

disebabkan oleh tekanan ufuk tanah dibelakangnya. Bahagian tapak pula direka

bentuk untuk menghalang momen dan daya ricih disebabkan oleh tekanan bersih

tanah di bawahnya.

Page 55: jambatan BM

32

Seperkara yang perlu diperhatikan dalam reka bentuk tembok landas ialah

daya hidrostatik (dari air dalam tanah) yang boleh wujud di belakang tembok. Untuk

mengurangkan kesan tersebut, saliran disediakan menerusi dinding tembok. Bahan

telus air seperti pecahan batu diletakkan di belakang dinding tembok

menyambungkannya dengan saliran dalam dinding tadi. Penyediaan saliran juga

dapat mengelakkan pengaliran air di bawah tapak tembok yang boleh menganjakkan

keseluruhan tembok.

2.8.2.3 Langkah – langkah rekabentuk

1. Kirakan beban tegak yang disebabkan oleh:

(a) Berat kedudukan tembok landas, dinding dan tapak

(b) Berat dinding sayap

(c) Berat tembok tepi jambatan

(d) Berat dinding tirai

(e) Berat papak tuju yang bertindak diatas dinding tembok landas

(f) Berat tanah yang bertindak atas dasar tembok landas

(g) Berat beban mati yang bertindak atas satu tembok landas

(h) Berat beban hidup (HA-KEL) yang bertindak atas satu tembok landas

(i) Berat beban hidup (HB) yang bertindak atas satu tembok landas

2. Kirakan beban ufuk yang disebabkan oleh:

(a) Surcaj daripada papak tuju

(b) Tujah tanah aktif daripada tekanan pada masa rehat.

Tekanan aktif, Pa = ½ Ko γ H2

dimana Ko = pekali tekanan aktif masa rehat

γ = ketumpatan tanah (17.3 – 18.9 kg/m3)

H = tinggi tembok landas

(c) Surcaj beban hidup daripada beban HA dan HB

(d) Daya pengecutan

(e) Daya hasil daripada tindakan rayapan dalam konkrit (rasuk atau papak)

Page 56: jambatan BM

33

(f) Daya yang mempengaruhi perubahan suhu di atas rasuk dan papak

(g) Daya daripada tarikan

(h) Daya daripada tindakan angin bertindak diatas superstruktur iaitu beban

angin dengan beban (0.7 kN/m2) dan tanpa beban (1.4 kN/m2).

3. Kiraan lengan momen pada setiap daya yang disebutkan diatas daripada

hujung tembok landas.

4. Bina jadual yang mengandungi :

(a) Komponen daya

(b) Lengan momen dengan putaran pada hujung tembok landas sepadan bagi

setiap komponen daya yang disebutkan diatas.

(c) Hasil momen daripada komponen daya menggunakan lengan momen.

2.8.3 Penapak

Bagi piawaian cerucuk JKR, bahagian penapak dirujuk di dalam buku

panduan dan pemilihan cerucuk bergantung kepada jenis keadaan tanah tersebut.

(a) Bilangan cerucuk yang diperlukan masa percubaan

percubaan pertama , ∑ V/ beban P = bilangan cerucuk

(b) Beban ufuk - rintangan bagi cerucuk tegak untuk beban ufuk adalah

ketidakpastian dan sukar untuk dibuat. Oleh yang demikian, cerucuk

sadak (raked) sepatutnya digunakan untuk rintangan keseluruhan beban

ufuk.

(c) Kestabilan putaran - dianggap stabil kecuali apabila wujudnya daya

terangkat