Bangunan Silang & Bangunan Terjun

BANGUNAN SILANG DAN BANGUNAN

TERJUN

BANGUNAN SILANG DAN BANGUNAN TERJUN 6. 1 BANGUNAN SILANG 1. Umum Bangunan silang adalah bangunan yang membawa air buangan atau air hujan dari saluran atas ke saluran bawah melalui suatu hambatan alam mesalnya sungai, jalan, buit dan sebagainya. Saluran pada umumnya melintas pada bawah saluran. Macam-macam dari bangunan silang adalah : a. Sipon b. Gorong-gorong c. Talang . d. Alur pembnang 2.

Sipon

Sipon adalah bangunan yang membawa air lewat bawah jalan, melalui sungai atau saluran pembuang yang dalam. Antara saluran dan sipon pada pemasukan dan pengeluaran dip'erlukanpengaliran yang cocok. Agar sipon dapat berfungsi dengan baik maka sipon tidak boleh dimasuki oleh udara. Mulut sipon sebaiknya di bawah permukaan air hulu. Kedalaman air di atas sisi atas sipon dari permukaan air, tergantung dari kemirigan dan ukuran sipon. Pada sipon kecepatan harus dibuat setinggi mungkin sesuai dengan kehilangan tinggi energi maksimum yang diizinkan agar tidak teIjadi pengendapan lumpur. Perencanaan hidrolis sipon harus mempertimbangkan kecepatan aliran, kehilangan pada pralihan masuk, kehilangan akibat gesekan, kehilangan pada bagian siku sipon, serta k~hilangan pada peralihan keluar. Disalurkan yang lebih besar, sipon dibuat dengan pipa rangkap guna menghindari kehilangan yang lebih besar didalam sipon. Kehilangan tinggi energi yang timbul dalam pengaliran melalui sipon adalah :

144

a.

Kehilangan akibat gesekan v2 * L

hf

=

R C

=A/P = kRJ/6

(6.1)

C2 * R

dimana : hf = kehilanganakibat gesekan,m V = kecepatandalam banguna,mJdt L = panjang pipa, m g = percepatangravitasi,mJdt2 R P C k

=

jari-jari hidrolis, m

= =

keliling basah, m koefeisien Chezy koefisien kekasaran Strickler

=

Tabel 1.6 Koefiseian Kekasaran Strickler

Bahan

k

Baja beton

76

Beton, bentuk kayu, tidak selesai

70

Baja

80

Pasangan batu

60

b.

Kehilangan Energi Pada Peralihan Untuk peralihan pada saluran terbuka dengan bilangan Froude kecil dari 0,5 maka kehilangan energi pada peralihan masuk dan keluar dinyatakan dengan rumus Borda : ilH masuk

ilH keluar

= S

masuk

= S

keluar

_

( va - vl)2

(6.1)

2g

(v2 - va)2 2g

(6.3) 145

dimana : S masuk, va

S keluar = = = =

VI V2

c.

faktor kehilangan energi kecepata rata-rata yang dipercepat, m/dt kecepatan rata-rata disaluran hulu, m/dt kecepatan rata-rata dihilir, m.ldt

Bagian siku dan tikungan Kehilangan energi pada bagian siku dan tikungan adalah : v2a

=

,

2g

,.,.. '

,

,

,

(6.4)

dimana : ~:

koefisien kehilangan energi, sesuai tabel 6.2

Tabel 6.2 Koefisien Kehilangan Energi Sudut a

Potongan

Bulat Segiempat

5

10

15

22,5

30

45

60

75

90

0,02 0,02

0,03 0,04

0,04 0,05

0,05 0,06

0,11 0,14

0,24 0,3

0,47 0,6

0,80 1,0

1,1 1,4

1. Penampang Memanjang Sipon Penampang

Hemanjang

Sipon

,IT"

. ..... p-in'~ 'biles '". .::.

" . ". :.', . ......... . ','

'.

",:; :,:: ",:::':'::i:':'::'- ";',::" p-otongon m~ma~~g

'"

Gambar 6.1. Contoh Sipon 146

2.

3.

Potongan Melintang Sipon (luas basah) Potongan melintang sipon dihitung dengan mmus : A = QN

(6.5)

Jika dipakai sipon .pipa persegi, dimensinya menjadi : A = 2 x ( h x b - 4 ( 1(2 X ( 0,25 h )2 »

(6.6)

Potongan Memanjang Sipon Sebelum profil memanjang sipon ditentukan maka kondisi berikut hams diperhatikan : a. Sipon dalam keadaan kosong hams menahan gaya tekanan ke atas, dengan demikian diperlukan penutup tanah yang memadai. Situasi kritis untuk gaya tekan keatas terjadi jika muka air tanah setinggi muka sipon Gaya Tekan keatas : Fu = / w * g * B * H Gaya Resistensi : 1) Penutup tanah Fl = / s * g * he 2) Penutup beban mati F2 = / et * g *. vel

(6.8)

(6.9) (6.10)

dimana : Fu Fl

= =

F2 = Jw =

Js =

Jet B

= =

H hc Vct fs

= = = =

gaya tekan keatas, kN

tekanan tanah, kN

beban mati, kN berat jenis spesifik, 1000kg/m3 berat jenis tanah, 1700kg/m3 berat jenis beton, 2400 kg/m3 lebar total sipon, m tinggi total sipon, m tinggi penutup tanah Volume beton sipon

faktor keamanan,1,5

Untuk keseimbangan : 1,5 Fu < FI + F2

(6.11)

147

3. Gorong-gorong Gorong-gorong adalah bangunan yang dipakai untuk membawa aliran air melewati jalan bawah air lainnya. Gorong-gorong mempunyai potongan melintang yang lebih keeil daripada luas basah saluran hulu maupun hilir. Potongan melintang gorong-gorong dapat dibedakan atas 2 jenis yaitu : 1. Gorong-gorong aliran bebas yaitu gorong-gorong yang berada diatas muka air. 2. Gorong-gorongmengalir pemuh jika lubang keluar tenggelam atau jika air dihulu tinggi dan gorong-gorong panjang. Pereepatan yang dipakai pada pereneanaan gorong-gorong tergantung pada jumlah kehilangan energi yang ada dan geometri lubang masuk dan keluar. Keeepatan aliran gorong-gorong umumnya adalah : v = 1,5 m/dt untuk saluran irigasi dan v = 3 m/dt untuk saluran pembuang Gorong-gorong sebaiknya melewati bawah saluran dengan ruang bebas 0,3 m untuk saluran tanah dan 0,6 m untuk saluran pasangan. Berikut ini beberapa tipe gorong-gorong : Gorong-gorong pipa beton tulang Gorong-gorong pipa beton tumbuk diberi alas beton Gorong-gorong pasangan batu dengan dek beton bertulang Gorong-gorong bentuk boks segi empat dari beton bertulang Kehilangan tinggi energi yang timbul dalam pengaliran melalui gorong-gorong adalah: Kehilangan energi masuk : ~H masuk

= S masuk

(va - V)2 (6.12) 2g

Kehilangan energi akibat gesekan : L V2 hf

148

= J ·

-

D

·-

2g

(6.14)

dimana : hf

=

V L g D f

= = =

kehilanganakibat gesekan,m kecepatandalam pipa, m.ldt panjang pipa, m percepatangravitasi,mldt2

= =

diameter pipa, (m) koefisien gesek 124.6 m2

=

DI/3

f'

=

f/4

=

.............................................................

19.6 m2fRI13 .....................................

(pipa) (persegi)

Kehilangan energi keluar ~H keluar

= S keluar

(va - V)2

2g

(6.14)

dimana :

=

kRl/6

R

=

L

=

koefisienkekasaranStrickler jari-jari hidroulisuntuk pipa dengandiameterD : R_lI 4D

v va

= =

c k

=

panjang pipa, m kecepatan aliran dalam pipa, mldt kecepatan aliran dalam saluran, mldt

149

....

" ,; : I. ,:

" I' :

5

Q :r~ ., o :>

t

n

==

" I'

.:!

;: iU):

., " :1 II ..~ r ',.

I

.,

::

S!

jn

I 10____

:: :~ : :: ~:

..::c

.s

"

==

:::

"

::

;;. o :: b.() 0 .$; ==

-

8

a 'C5

....

8

....

,g E

i : Oi.L~ t I

1 .1 . L1 ..i_

; 4. Talang Talang atau flum adakah penampang saluran buatan dimana air mengalir dengan permukaan bebas yang dibuat melintas cekungan, saluran, sungai, atau sepanjang lereng bukit. 150

Bangunan ini dapat didukung oleh pilar atau atau konstruksi lain. Untuk saluran yang lebih besar dipakai talang baja atau beton. Talang tersebut dilengkapi dengan saluran masuk dan saluran keluar. Potongan talang direncanakan dengan mas yang sarna dengan luas potongan saluran, namun dimensinya dibuat sekecil mungkin tergantung pada kehilangan tinggi energi yang tersedia. a.

Kehilangan Energi Kehilangan energi pada talang pada prinsipnya adalah sarna dengan pada sipon, ataupun gorong-gorong. 1) Kehilangan tinggi energi masuk

~H masuk =

~ masuk

(v.- V1)2

(6.15)

2g

2) Kehilangan tinggi energi keluar ~H keluar

= ~ keluar

(v2

- vy 2g

b.

(6.16) b.

Tinggi jagaan Tinggi jagaan minimum untuk air yang megalir dalam talang didasarkan pada debit, kecepatan dan faktor lain. Harga tinggi jagaan minimum untuk talang adalah : Tabel 6.3. Talang

Debit m3/dt < 0,5 1,5 5,0 10,0 >

0,5 15

tinggi jagaan, m

1,5 5,0 10,0 15,0

0,2 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 151

5 bentang dalam beton bertulang yang dieor di tempat

1

kisi-kisi penyaring potongan

.'

memanjang

Gambar 6.3. Contoh Talang

,

I

bo~'cn atas \on99ul salUfan

~ .alurnlJ..~mblJQnCJ dl"noh boc;jian atos tangc;jul alur p-f'mbuOn9

:...

'4.r...

;

.

bogion atos tonQ9ul soluron normal ~~t~1.~ ..:..l;;'