MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI230 september 2022 letnik 71 Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 2 Izdajatelj: Zveza društev gradbenih inženirjev in tehnikov Slovenije (ZDGITS), Karlovška cesta 3, 1000 Ljubljana, telefon 01 52 40 200 v sodelovanju z Matično sekcijo gradbenih inženirjev Inženirske zbornice Slovenije (IZS MSG), ob podpori Javne agencije za raziskovalno dejavnost RS, Fakultete za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani, Fakultete za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo Univerze v Mariboru in Zavoda za gradbeništvo Slovenije Izdajateljski svet: ZDGITS: prof. dr. Matjaž Mikoš, predsednik izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski Dušan Jukić IZS MSG: mag. Gregor Ficko mag. Jernej Nučič mag. Mojca Ravnikar Turk UL FGG: doc. dr. Matija Gams UM FGPA: prof. dr. Miroslav Premrov ZAG: doc. dr. Aleš Žnidarič Uredniški odbor: izr. prof. dr. Sebastjan Bratina, glavni in odgovorni urednik doc. dr. Milan Kuhta Lektor: Jan Grabnar Lektorica angleških povzetkov: Romana Hudin Tajnica: Eva Okorn Oblikovalska zasnova: Agencija GIG Tehnično urejanje, prelom in tisk: Kočevski tisk Naklada: 450 tiskanih izvodov 3000 naročnikov elektronske verzije Podatki o objavah v reviji so navedeni v bibliografskih bazah COBISS in ICONDA (The Int. Construction Database) ter na www.zveza-dgits.si Letno izide 12 številk. Letna naročnina za individualne naročnike znaša 23,16 EUR; za študente in upokojence 9,27 EUR; za družbe, ustanove in samostojne podjetnike 171,36 EUR za en izvod revije; za naročnike iz tujine 80,00 EUR. V ceni je vštet DDV. Poslovni račun ZDGITS pri NLB Ljubljana: SI56 0201 7001 5398 955 Slika na naslovnici: betoniranje plošče 21. nadstropja v južnem stolpu stanovanjsko poslovnega kompleksa Spektra v Ljubljani, Foto: Sebastjan Bratina Glasilo Zveze društev gradbenih inženirjev in tehnikov Slovenije in Matične sekcije gradbenih inženirjev Inženirske zbornice Slovenije. UDK-UDC 05 : 625; tiskana izdaja ISSN 0017-2774; spletna izdaja ISSN 2536-4332. Ljubljana, september 2022, letnik 71, str. 229-252 1. Uredništvo sprejema v objavo znanstvene in strokovne članke s področja gradbeništva in druge prispevke, pomembne in zanimive za gradbeno stroko. 2. Znanstvene in strokovne članke pred objavo pregleda najmanj en anonimen recenzent, ki ga določi glavni in odgovorni urednik. 3. Članki (razen angleških povzetkov) in prispevki morajo biti napisani v slovenščini. 4. Besedilo mora biti zapisano z znaki velikosti 12 točk in z dvojnim presledkom med vrsticami. 5. Prispevki morajo vsebovati naslov, imena in priimke avtorjev z nazivi in naslovi ter besedilo. 6. Članki morajo obvezno vsebovati: naslov članka v slovenščini (velike črke); naslov članka v angleščini (velike črke); znanstveni naziv, imena in priimke avtorjev, strokovni naziv, navadni in elektronski naslov; oznako, ali je članek strokoven ali znanstven; naslov POVZETEK in povzetek v slovenščini; ključne besede v slovenščini; naslov SUMMARY in povzetek v angleščini; ključne besede (key words) v angleščini; naslov UVOD in besedilo uvoda; naslov naslednjega poglavja (velike črke) in besedilo poglavja; naslov razdelka in besedilo razdelka (neobvezno); ... naslov SKLEP in besedilo sklepa; naslov ZAHVALA in besedilo zahvale (neobvezno); naslov LITERATURA in seznam literature; naslov DODATEK in besedilo dodatka (neobvezno). Če je dodatkov več, so ti označeni še z A, B, C itn. 7. Poglavja in razdelki so lahko oštevilčeni. Poglavja se oštevilčijo brez končnih pik. Denimo: 1 UVOD; 2 GRADNJA AVTOCESTNEGA ODSEKA; 2.1 Avtocestni odsek … 3 …; 3.1 … itd. 8. Slike (risbe in fotografi je s primerno ločljivostjo) in preglednice morajo biti razporejene in omenjene po vrstnem redu v besedilu prispevka, oštevilčene in opremljene s podnapisi, ki pojasnjujejo njihovo vsebino. 9. Enačbe morajo biti na desnem robu označene z zaporedno številko v okroglem oklepaju. 10. Kot decimalno ločilo je treba uporabljati vejico. 11. Uporabljena in citirana dela morajo biti navedena med besedilom prispevka z oznako v obliki oglatih oklepajev: [priimek prvega avtorja ali kratica ustanove, leto objave]. V istem letu objavljena dela istega avtorja ali ustanove morajo biti označena še z oznakami a, b, c itn. 12. V poglavju LITERATURA so uporabljena in citirana dela razvrščena po abecednem redu priimkov prvih avtorjev ali kraticah ustanov in opisana z naslednjimi podatki: priimek ali kratica ustanove, začetnica imena prvega avtorja ali naziv ustanove, priimki in začetnice imen drugih avtorjev, naslov dela, način objave, leto objave. 13. Način objave je opisan s podatki: knjige: založba; revije: ime revije, založba, letnik, številka, strani od do; zborniki: naziv sestanka, organizator, kraj in datum sestanka, strani od do; raziskovalna poročila: vrsta poročila, naročnik, oznaka pogodbe; za druge vrste virov: kratek opis, npr. v zasebnem pogovoru. 14. Prispevke je treba poslati v elektronski obliki v formatu MS WORD glavnemu in odgovornemu uredniku na e-naslov: sebastjan.bratina@fgg. uni-lj.si. V sporočilu mora avtor napisati, kakšna je po njegovem mnenju vsebina članka (pretežno znanstvena, pretežno strokovna) oziroma za katero rubriko je po njegovem mnenju prispevek primeren. Uredništvo Navodila avtorjem za pripravo člankov in drugih prispevkov Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 229 VSEBINA CONTENTS Rok Mlakar, univ. dipl. inž. grad. (Ponting, d. o. o.) NADHOD SONCE V ROGAŠKI SLATINI Direkcija RS za infrastrukturo, Služba za evropske zadeve in tehnično regulativo GRADNJA KOLESARSKE POVEZAVE SKOZI HUDO LUKNJO MED VELENJEM IN MISLINJO FOTOREPORTAŽI Z GRADBIŠČ ČLANKI PAPERS 243 248 Eva Okorn Eva Okorn NOVI DIPLOMANTI KOLEDAR PRIREDITEV Nina Humar, univ. dipl. inž. grad. prof. dr. Dejan Zupan, univ. dipl. inž. mat. dr. Andrej Vidmar, univ. dipl. inž. grad. doc. dr. Gregor Trtnik, univ. dipl. inž. grad. izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski, univ. dipl. inž. grad. MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI TEMPERATURE FIELD MEASUREMENTS IN MASSIVE CONCRETE WITH FIBER OPTIC CABLES 230 Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 230 Povzetek Velike betonske pregrade sodijo med najpogosteje nadzorovane konstrukcije, kar je razumljivo, če pomislimo na posledice njiho- ve porušitve ali okvare opreme. V zadnjih desetletjih smo zaradi hitrega razvoja materialov in opreme priča velikemu napredku merilnih tehnik in metod za spremljanje stanja pregrad. V naši raziskavi smo se osredotočili na spremljanje temperaturnega po- lja v zgodnjih fazah strjevanja betona pri masivnih konstrukcijah, ki je dober pokazatelj napovedi materialnih lastnosti strjenega betona. Klasični pristop spremljanja temperaturnega polja temelji na uporabi temperaturnih senzorjev s točkovnim zajemom podatkov. Zaradi omejenih možnosti uporabe točkovnih senzorjev v velikih konstrukcijskih blokih, s katerimi se srečujemo pri gradnji pregrad, je otežena izdelava kompleksnejše slike temperaturnega polja. V ta namen se je izkazala kot zelo učinkovita metoda uporaba optičnih merilnih kablov, ki omogočajo linijski zajem meritev temperature. V prispevku so predstavljene osno- ve uporabe optičnih kablov za spremljanje temperature v masivnih betonskih konstrukcijah in prikaz njihove praktične uporabe za spremljanje temperature med procesom hidratacije pri gradnji konstrukcijskega bloka na prelivnem polju pregrade Brežice. Ključne besede: optična vlakna, masivni beton, hidratacija, temperatura, pregrade Nina Humar, univ. dipl. inž. grad. humar.nina@gmail.com Znanstveni članek UDK 539.3/.4:627.82 MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI TEMPERATURE FIELD MEASUREMENTS IN MASSIVE CONCRETE WITH FIBER OPTIC CABLES prof. dr. Dejan Zupan, univ. dipl. inž. mat. dejan.zupan@fgg.uni-lj.si dr. Andrej Vidmar, univ. dipl. inž. grad. andrej.vidmar@fgg.uni-lj.si doc. dr. Gregor Trtnik, univ. dipl. inž. grad. gregor.trtnik@fgg.uni-lj.si izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski, univ. dipl. inž. grad. andrej.kryzanowski@fgg.uni-lj.si Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 231 Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI Summary Large concrete dams are among the most frequently monitored structures, which is understandable when considering the consequences of dam or equipment failure. In recent decades, due to the rapid development of materials and equipment, we have witnessed great progress in measuring techniques and methods for monitoring dam conditions. Our research focused on monitoring the temperature field in the early stages of concrete hardening in massive structures, which is a good indicator for the predicting the material properties of hardened concrete. The classical approach to temperature field monitoring is based on the use of temperature sensors with point data capture. Due to the limitations of using such sensors in large structural blocks, which we encounter in dam construction, it is difficult to create a more complex picture of the temperature field. For this purpose, the use of fiber optic cables, which allow linear capture of temperature measurements, has proven to be a very effective method. The article presents the basics of using fiber optic cables for temperature monitoring in massive concrete structures and shows their practical applicability for temperature monitoring during the hydration process in the construction of a structural block on the spillway section of the Brežice dam. Key words: fiber optic, mass concrete, hydration, temperature, dams Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 232 Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI 1 UVOD Spreminjanje temperature betona je eden pomembnejših kazalcev naraščanja trdnosti betona v zgodnih fazah strjeva- nja betona. S stalnim spremljanjem temperaturnega polja pri betoniranju velikih konstrukcijskih blokov lahko z dokaj veliko zanesljivostjo napovemo nekatere materialne lastnosti tako v fazi strjevanja kot v poznejših fazah, ko je beton že dosegel ustrezne materialne lastnosti. Zaradi običajnega načina posto- pne gradnje masivnih konstrukcij se pojavljajo tudi inducirani vplivi kot posledica vgrajevanja sosednjih blokov, kar vpliva na temperaturno polje v predhodno vgrajenih betonskih blokih. S tem se pomembno spreminja napetostno stanje v konstrukcij- skih blokih, kar lahko v skrajnem primeru privede do nezaže- lenih procesov, na primer nastanka razpok in drugih anomalij ([Glišić, 2000], [Glišić, 2006], [Inaudi, 2005]). Da bi se v čim večji meri izognili omenjenemu pojavu neugo- dnih napetostnih stanj, je potrebna prilagoditev tehnologije in dinamike gradnje masivnih betonskih konstrukcij. V dose- danji inženirski praksi se je kot primerna metoda spremljanja neugodnih napetostnih stanj pokazala metoda merjenja tem- peraturnih sprememb znotraj in na površini konstrukcijskega bloka med procesom vezanja cementa oziroma strjevanja be- tona. Na ta način lahko pravočasno prepoznamo neugodna temperaturna stanja, izvedemo morebitne potrebne interven- cije ter načrtujemo izboljšane tehnološke postopke. Klasični pristop pri spremljanju temperaturnega polja teme- lji na uporabi temperaturnih senzorjev s točkovnim zajemom podatkov. Na ta način dobimo zgolj omejeno količino podat- kov v točno določenih točkah, saj je uporaba večje količine toč- kovnih senzorjev nepraktična, draga, predvsem pa izvedbeno težavna. V izogib omenjenim pomanjkljivostim se kot zani- miva alternativa ponuja uporaba optičnih merilnih kablov, ki omogočajo linijski zajem meritev [Humar, 2016]. V prispevku povzamemo teoretično ozadje uporabe optičnih merilnih kablov za spremljanje razvoja temperaturnega polja v (masivnih) betonskih konstrukcijah, opišemo uporabljeno merilno opremo, poudarimo nekatere prednosti tovrstnega inovativnega pristopa pri zasledovanju hidratacijskega proce- sa v masivnih betonskih konstrukcijah ter prikažemo praktični primer uporabe tehnologije optičnih kablov za spremljanje temperature med procesom hidratacije na gradnji dejanske masivne konstrukcije. 2 TEORETIČNE OSNOVE MERJENJA TEMPERATURE V MASIVIH BETONSKIH KONSTRUKCIJAH Z UPORABO OPTIČNIH VLAKEN Z emitiranjem svetlobnega signala v optičnem vlaknu se svetloba razprši zaradi različnih dejavnikov. Razlikujemo line- arno (elastično) sipanje, pri katerem so trki fotonov s snovjo elastični in fotoni ohranjajo energijo, pri čemer se frekvenca razpršene svetlobe ne spreminja (Rayleighovo sipanje), ter nelinearno (neelastično) sipanje, pri katerem se del vhodne svetlobe absorbira v optičnem vlaknu in se frekvenca razpr- šene svetlobe spremeni (Ramanovo in Brillouinovo sipanje) – slika 1. Pri neelastičnem sipanju se vhodni foton pretvori v foton z nižjo energijo, hkrati pa poteka absorpcija v snov op- tičnega vlakna, pri kateri sodelujejo fononi, ki opisujejo osci- latorno vzbujanje kristalne mreže – pri Ramanovem sipanju visokoenergijski optični foton, pri Brillouinovem sipanju pa nizkoenergijski akustični foton. Slednje vpliva na frekvenčno razliko med vstopnim in izstopnim valom, ki je pri Ramano- vem sipanju bistveno večja kot pri Brillouinovem. Pomembna razlika je tudi v tem, da pri Brillouinovem sipanju nastali val potuje zgolj nazaj, pri Ramanovem pa v obe smeri. Za mer- jenje temperatur z optičnimi vlakni je uporabno Ramano- vo sipanje, Brillouinovo sipanje pa običajno uporabljamo za merjenje lastnosti elastičnega obnašanja materiala. Pri Ra- manovem sipanju imamo, glede na vzbujanje kristalne mre- že, opravka z zadosti velikim frekvenčnim zamikom. Val, ki je nastal s sipanjem in ga imenujemo Stokesov val, ima nižjo frekvenco in večjo valovno dolžino kot vhodni val. V primerih, ko gre za sipanje v materialu, kjer so molekule v vzbujenem stanju (na primer segrevanje optičnega vlakna), se pojavi An- ti-Stokesov val, ki ima višjo frekvenco in nižjo valovno dolžino kot vhodni val [Hoffmann, 2007]. Porazdeljeno zaznavanje temperature (Distributed tempera- ture sensing – DTS) z optičnimi vlakni omogoča kontinuirno spremljanje temperaturnega polja vzdolž optičnega kabla. Pri temu načinu emitiramo kratek svetlobni impulz in z visoko ča- sovno resolucijo merimo odboj razpršene Ramanove svetlobe. Intenzivnost odboja Ramanovega sipanja je odvisna od izgub in temperature vzdolž optičnega vlakna, čas med emitiranim in odbitim signalom pa določa razdaljo vzdolž optičnega vlakna. Meritve z optičnimi vlakni ne zajemajo temperatur- ne spremembe točkovno, temveč podajo velikost najverjet- nejše vrednosti pri temperaturni spremembi na določenem območju. Pri določitvi lokalnih temperaturnih sprememb je pomemben parameter prostorska ločljivost sistema DTS, ki je definirana s širino območja med izmerjenim 10-% in 90-% nivojem lokalne temperaturne spremembe, pri čemer 0 % in 100 % predstavljata stacionarni nivo pred in po lokalni tempe- raturni spremembi. Na območju temperaturne spremembe sistem DTS zazna spremembo temperature kot zvezno poraz- deljeno krivuljo s krajnima vrednostma temperature na izho- diščnem nivoju, pred in po lokalni temperaturni spremembi. Če lokalna temperaturna sprememba obsega območje, ki je manjše od prostorske ločljivosti sistema DTS, je podana lo- kalna temperatura nižja glede na razmerje širine območja lokalne temperaturne spremembe ls in prostorske ločljivosti Slika 1. Spekter razpršene svetlobe pri osvetlitvi z laserskim svetlobnim virom (povzeto po [Hoffmann, 2007]). Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 233 Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI DTS [Hoffmann, 2007]. Za natančnost meritev temperaturnih sprememb je zato pomembno, da je širina območja lokalne temperaturne spremembe večja ali enaka prostorski ločljivosti sistema DTS (slika 2). Poznana sta dva načina zaznavanja temperature s sistemom DTS: pasivni način, pri katerem merimo lokalne spremembe temperature zaradi zunanjih vplivov (hidratacija cementa, ne- nadne spremembe temperature v okolici ipd.), in aktivni na- čin, pri katerem segrevamo optična vlakna in merimo lokalne spremembe temperature pri ohlajanju optičnega vlakna (po- stopne spremembe temperature v okolici). Spremljanje temperatur pri gradnji in opazovanju pregrad je eden od ključnih pokazateljev pri nadzoru pojava razpok v konstrukciji in stabilnosti pregrad. Običajna metoda, s ka- tero določimo temperaturno polje v pregradni konstrukciji, temelji na vgrajenih točkovnih temperaturnih senzorjih in izdelavi numeričnih analiz temperaturnega polja v pregra- di. Običajni računski modeli upoštevajo konstrukcijski beton kot toplotno izotropen material, pri čemer pa praviloma ne upoštevajo faze strjevanja betona in hidratacijskih tempera- tur. Zaradi tega obstajajo razlike med simuliranim tempera- turnim poljem in realnim stanjem. Uvedba sistema DTS za spremljanje temperaturnega polja v primerjavi s točkovnim zajemom omogoča učinkovitejše spremljanje temperaturnih stanj znotraj pregrad ter možnost natančnejših in učinkovi- tejših ocen temperaturnega polja za potrebe različnih analiz pregrad [Peng, 2019]. 3 OPIS UPORABLJENE MERILNE OPREME Za izvedbe meritev smo uporabili opremo proizvajalca Silixa, ki omogoča pasivne meritve temperatur v temperaturnem raz- ponu od –40 °C do +65 °C. Naprava deluje po principu emitira- nja svetlobnega impulza po optičnem vlaknu in meritve odbo- ja svetlobnega impulza (Ramanovo sipanje) vzdolž optičnega vlakna. Mesto točke odboja je določeno glede na poznane hi- trosti širjenja svetlobe v optičnem vlaknu. Temperaturno polje vzdolž optičnega vlakna določimo glede na velikost razmerja med amplitudama valovanja Stokesovega in Anti-Stokesovega sipanja (slika 3). Naprava omogoča poljubno pogostost meritev v intervalu od 5 s do 24 h, odvisno od namena izvedbe meritev. Natančnost meritev znaša ±0,01 °C pri razmiku merskih točk od 25 cm do 2 m in prostorski ločljivosti okoli 0,6 m [Silixa, 2014]. Izhodni podatek meritve predstavlja zapis porazdelitve tem- peratur vzdolž merskega optičnega kabla (slika 4). Z večjim razmikom med merskimi točkami se sicer izboljša natančnost izmere, zmanjša pa se gostota merskih točk. V primeru gostej- še porazdelitve merskih točk lahko natančnost meritev izbolj- šamo s podaljšanjem časovnega intervala zajema meritev. V našem primeru smo izbrali gostejšo porazdelitev merskih točk (minimalni razmik 25 cm) in izboljšali natančnost meritev z Slika 2. Razmerje med širino območja lokalne temperaturne spremembe in prostorske ločljivosti DTS [Hoffmann, 2007]. Slika 3. Zapis amplitude valovanja Stokesovega in Anti-Stokesovega sipanja [Kryžanowski, 2015]. Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 234 daljšim časovnim intervalom zajema meritev (15 minut). Pri zasnovi meritev je bila namreč pomembnejša natančna dolo- čitev temperaturnega polja v celotnem konstrukcijskem bloku in manj sama natančnost izmere v merskih točkah, kar smo z izbrano zasnovo ustrezno dosegli. Na napravo je mogoče hkrati priključiti do 4 merske kable, odvisno od načina priključitve optičnih kablov. Prva možnost je izvedba meritev s prostimi konci optičnih kablov, kar omo- goča uporabo vseh štirih izhodov in največji doseg meritev 10.000 m. Slabost tega načina je večji šum zaradi dolžine optičnega kabla in nezmožnost ocene izgub sipane svetlobe vzdolž optičnega kabla, kar posledično zmanjša natančnost meritev. Druga možnost je izvedba meritev z zaprto zanko, pri kateri konec optičnega kabla priključimo nazaj na napra- vo. Pri temu načinu se doseg meritev in število merskih mest sicer razpolovi, se pa meritev temperature za vsako mersko točko izvede dvakrat. Rezultat meritev je simetrična slika porazdelitev temperatur vzdolž optičnega kabla, ki zajema tudi interno umerjanje meritev temperature z zanko optič- nega vlakna v dolžini 55 m, ki je nameščena v sami napravi in meri referenčno temperaturo na lokaciji naprave. Za zuna- nje umerjanje meritev temperature sta, kot standardni del naprave, predvidena dva točkovna temperaturna senzorja, namenjena meritvam referenčnih temperatur na lokaciji naprave. V primeru uporabe optičnih kablov z izolacijo se temperaturno umerjanje izvede s točkovnim temperaturnim senzorjem in referenčno dolžino kabla (15 m), ki sta nameš- čena v izoliranem okolju s konstantnimi temperaturnimi raz- merami (izolirana posoda z vodo z vzdrževanjem konstantne temperature) (slika 5). Posebno pozornost pri načrtovanju meritev z optičnimi kabli je treba posvetiti izbiri ustreznega tipa optičnega kabla. Obi- čajni telekomunikacijski optični kabel lahko uporabimo zgolj v laboratorijskih razmerah, v katerih vgrajujemo omejene količi- ne svežega betona in lahko pri vgradnji in zgoščevanju posve- timo več pozornosti zaščiti optičnega kabla pred poškodbami. Pri izbiri tipa optičnega kabla za izvedbo terenskih meritev je treba upoštevati, da je kabel izpostavljen ekstremnim razme- ram pri vgrajevanju in zgoščevanju betona, zato ga je treba ustrezno zaščititi. Pri naši raziskavi smo uporabili štirižilni optični kabel, ki ga sestav- ljata dve večrodovni (multi mode) optični vlakni z debelino stržena 50 µm in dve enorodovni (single mode) optični vlakni. Za meritve DTS se običajno uporabljajo večrodovna optična vlakna, ki so tudi priporočena za našo mersko opremo, eno- rodovna optična vlakna pa se praviloma uporabljajo na po- dročju telekomunikacij. Zaščita optičnih vlaken je enaka kot pri običajnih telekomunikacijskih optičnih kablih: z dvojnim oplaščenjem vlakna in vmesnim slojem iz aramidnih vlaken Slika 4. Zapis porazdelitve temperatur vzdolž merskega kabla [Kryžanowski, 2015]. Slika 5. Zunanja kalibracija merilne opreme DTS (povzeto po [Silixa, 2014]). Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 235 Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI za zagotovitev mehanske odpornosti kabla. Za dosego ustrez- ne odpornosti pri vgradnji betona so optična vlakna poveza- na v snop in oplaščena z jekleno oblogo debeline 0,2 mm, medprostor med optičnimi vlakni in jekleno oblogo pa je zapolnjen z gelom. Za zadostitev odpornosti proti kemič- ni agresiji je izvedena še zunanja zaščita HDPE v debelini 0,4 mm – končna debelina celotnega kabla znaša 3,2 mm. Op- tični kabel omogoča razpon meritev med –40 °C do +85 °C, kar ustreza tehničnim lastnostim merske naprave. Dobavljena ko- ličina optičnega kabla v dolžini 1000 m je zadoščala glede na velikost konstrukcijskega bloka, potreb po dodatnih prostih dolžinah za kalibracijo merske naprave, hkrati pa je omogo- čila možnost izvajanja kontrolnih meritev v sklopu rednega monitoringa. 4 PRIPRAVA TESTNEGA POLJA 4.1 Kratek opis HE Brežice in talne plošče podslapja Praktični preizkus učinkovitosti uporabe optičnih kablov za spremljanje razvoja temperaturnega polja v masivnih be- tonskih konstrukcijah smo izvedli na posameznih betonskih elementih hidroelektrarne Brežice, ki predstavlja peto ener- getsko stopnjo v nizu hidroelektrarn na spodnji Savi (slika 6). Jezovno zgradbo iz masivnega betona sestavljajo pogonski objekt in pet prelivnih polj v skupni dolžini 160 m, ki s priključ- nimi zemeljskimi nasipi v skupni dolžini okoli 14 km ustvar- jajo zadrževalnik pretočne akumulacije s prostornino več kot 19 milijonov m3. V strojnici so nameščene tri vertikalne, dvoj- no regulacijske Kaplanove turbine s skupno instalirano močjo 45,6 MW in načrtovano srednjo letno proizvodnjo 161 GWh. Eden izmed elementov HE Brežice je tudi talna plošča podslapja na prvem prelivnem polju, ki se nahaja neposred- no ob strojnici. Z namenom obvladovanja temperatur v ma- sivnem betonu je bila talna plošča podslapja izvedena v dveh slojih debeline 1,5 m, in sicer v širini celotnega prelivnega polja. V vzdolžni smeri je zaradi izvedbenih razlogov izvedena pre- kinitev (dilatacija), ki deli posamezni sloj na dva izvedbeno lo- čena konstrukcijska bloka. Talno ploščo podslapja sestavljajo štirje izvedbeno samostojni konstrukcijski bloki z velikostjo okoli 450 m3 (slika 7). Velikost konstrukcijskega bloka je bila določena na osnovi izkušenj pri gradnji predhodnih pregrad na Savi in gradbiščnih proizvodnih kapacitet. 4.2 Lastnosti uporabljenega betona Pri gradnji talne plošče podslapja je bil uporabljen pose- ben hidrotehnični beton z žlindrinim cementom tipa CEM III/B 32.5N-LH po standardu SIST EN 197-1 z nizko toploto hi- dratacije (LH). Agregat frakcij 0–45 mm je bil pridobljen s sepa- racijo naravnega in drobljenega gramoza iz bližnjih kvartarnih nanosov reke Save. Beton je bil pripravljen na gradbiščni beto- narni in vgrajen s črpanjem. Za zagotovitev primerne vgradlji- vosti svežega betona je bil dodan hiperplastifikator, za pove- čanje zmrzlinske obstojnosti pa aerant, ki hkrati tudi ugodno učinkuje na vgradljivost betona. Povprečna tlačna trdnost be- tona pri starosti 28 dni je znašala 34,6 MPa. 4.3 Opis testnega polja Testno polje za meritve temperatur z optičnimi vlakni smo pripravili na območju talne plošče podslapja v konstrukcij- skem bloku neposredno pod prelivno drčo. Ta lokacija je bila izbrana zaradi lažje montaže optičnih kablov in povezave v bli- žnjo kontrolno galerijo. Tako je omogočena uporabnost mer- ske opreme tudi po končani gradnji v sklopu obratovalnega monitoringa pregrade. Konstrukcijski blok dimenzij 17,7 x 17 x 1,5 m je armiranobe- tonska konstrukcija z glavno armaturo na vrhu in konstruk- cijsko armaturo na dnu bloka. Glavna vzdolžna armatura poteka vzdolž osi pregrade in je položena na razdelilno ar- maturo, ki poteka v prečni smeri, tj. prečno na os pregra- de. Distančne palice, položene na medsebojnem razmiku 0,5 m, povezujejo glavno armaturo spodnjega bloka in tvo- rijo v prečni smeri na os pregrade koridor (slika 8). Montaža merskega optičnega kabla je potekala v koridorjih, ki so pre- hodni po celotni dolžini. Pri tem smo se morali izogniti ko- ridorjem, pri katerih je bila prehodnost omejena z armaturo razbijačev. Glede na prehodnost koridorjev je bilo mogoče v konstrukcijskem bloku vzpostaviti testno polje s sedmimi zankami, s katerimi smo v celoti pokrili prostornino kon- strukcijskega bloka. Slika 6. Pregrade na spodnji Savi in lokacija pregrade HE Brežice [HESS, 2022]. Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 236 4.4 Namestitev optičnega kabla in definicija merilnih točk Pri namestitvi optičnega kabla v konstrukcijskem bloku je bilo treba upoštevati vrsto dejavnikov, ki so vplivali na način in potek izvedbe. Nameščanje optičnega kabla je bilo mogoče izvesti šele po dokončni položitvi armature betonskega blo- ka neposredno pred glavno betonažo. Ker so se dela izvajala v poletnem času z nočnimi betonažami, smo imeli na voljo dovolj časa za namestitev kablov in izvedbo vseh predhodnih meritev. Optični kabel je bil na gradbišče dobavljen na kolutu v skupni dolžini 1.000 m. Pri nameščanju kabla je bilo treba nujno zagotoviti kontinuiranost zanke (slika 9). Posamezna zanka je bila sestavljena iz treh vej: i) na nivoju konstrukcijske armature, ii) na sredini konstrukcijskega bloka in iii) na nivoju glavne armature. Za zagotavljanje kontinuirnosti smo začeli z nameščanjem optičnega kabla v koridorju neposredno ob levem robu konstrukcijskega bloka in postopoma nadaljevali proti desnemu robu polja. Optični kabel smo na armaturne palice pričvrstili z vezicami in izvedli izmero v karakterističnih točkah z namenom grobega pozicioniranja optičnega kabla v konstrukcijskemu bloku. Optični kabel ima na ovoju označe- no metražo, ki smo jo v dolžinskih metrih še posebej označili z markirnimi trakovi in dodatno še stacionaže merskih točk s korakom 0,25 m (razmik merskih točk) za potrebe naknadne geodetske izmere (slika 10). Z geodetsko izmero smo določili končni položaj optičnega kabla v konstrukcijskem bloku, saj smo povezali prostorske koordinate vsake merske točke z označeno mrežo (metražo) na optičnem kablu. Zaradi majhne debeline optičnega kabla v primerjavi z armaturnimi palicami nismo mogli uporabiti konvencionalnih geodetskih meritev. Terenska izmera je bila izvedena neposredno po položitvi optičnega kabla v konstruk- cijskem bloku z metodo terestričnega laserskega skeniranja. Slika 7. Lokacija testnega polja na prelivnem polju pregrade Brežice (povzeto po [IBE, 2014]). Slika 8. Armaturni načrt konstrukcijskega bloka (povzeto po [IBE, 2014]). Slika 9. Nameščanje optičnega kabla. Slika 10. Označevanje stacionaže optičnega kabla in mer- skih točk. Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 237 Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI Celotno območje testnega polja smo zajeli s skeniranjem kon- strukcijskega bloka iz desetih stojišč z zajemom okolice z ločlji- vostjo 3 x 3 mm na dolžini 5 m, kar znaša v celotnem vidnem območju instrumenta (100° v vertikalni in 360° v horizontalni smeri) okoli 30 milijonov točk na stojišče (slika 11). Lego optičnega kabla smo določili v lokalnem koordinatnem sistemu z izhodiščem v levem gorvodnem delu konstrukcij- skega bloka. Koordinatna os x je potekala v osi pregrade, os y v vzdolžni smeri z vodotokom oziroma v prečni smeri na os pregrade, os z pa v navpični smeri (slika 12). Lego optičnega kabla smo določili s programsko opremo proizvajalca skenerja (slika 13). Upoštevali smo oznake na optičnem kablu in določili merske točke na medsebojni razdalji 0,25 m z natančnostjo ±<1 cm, ki predstavljajo točke odčitka temperature. V sklopu geodetskih obdelav je bil vsaki merski točki dodan še poseben atribut – ali se točka nahaja na ravninskem delu (v polju – sta- tus 1) ali na neravnem delu (na robu polja – status 2), slika 14. Na podlagi geodetskih izmer smo postavili izhodiščno točko na stacionaži +182 m optičnega kabla, ki predstavlja začetno mersko točko zanke 7 in leži na gorvodni strani na skrajnem levem robu konstrukcijskega bloka. Končna točka je na staci- onaži +880 m, ki predstavlja končno mersko točko zanke in leži na gorvodni strani, na skrajnem desnem robu konstrukcij- skega bloka. Efektivna dolžina aktivnega dela optičnega kabla v konstrukcijskem bloku je znašala 798 m, v obsegu skupno 2793 merskih točk. Vsaka merska točka je bila geopozicionira- na glede na lokalni koordinatni sistem z izhodiščem v levem gorvodnem kotu prelivnega polja s pripadajočimi atributnimi podatki lokacije: glavna zanka, višinski položaj in lokacija po- samezne zanke ter status lokacije. S temi podatki je bila vsaka posamezna merska točka natančno in enolično prostorsko do- ločena (slika 14). Opisana postavitev merskih zank je omogočila natančno in- terpretacijo zajetih podatkov. Vsaka zanka je sestavljena iz treh vej na različnih višinskih nivojih, ki so prilagojeni glede na položaj glavne armature v konstrukcijskem bloku. Postavitev Slika 11. Prikaz stojišč skenerja v konstrukcijskem bloku [Ve- zočnik, 2015]. Slika 13. Določitev položaja optičnega kabla na območju konstrukcijskega bloka [Vezočnik, 2015]. Slika 12. Postavitev koordinatnega sistema [Vezočnik, 2015]. Slika 14. Pozicioniranje merskih točk vzdolž optičnega kabla. Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 238 optičnega kabla in veliko število merskih točk sta omogočala prikaz temperaturnega stanja vzdolž celotnega konstrukcij- skega bloka. Kabel smo napeljali tudi vzdolž mejnih ploskev konstrukcijskega bloka, kar je omogočalo spremljanje tempe- raturnega stanja na robovih. Zajem podatkov bi lahko izvajali tudi z veliko večjo resolucijo z zgostitvijo merskih točk, kar pa bi bilo s tehničnega vidika težje izvedljivo. Kot smo potrdili z analizo meritev, je privzeta gostota merskih točk popolnoma ustrezala namenu preiskave. 4.5 Izvedba meritev Z meritvami smo začeli hkrati z začetkom betoniranja. Tempe- rature smo merili neprekinjeno še 21 dni, potem pa smo me- rilno mesto sprostili zaradi napredovanja gradbenih del. Meril- no mesto smo postavili ob desnem stebru tik ob kontrolnem hodniku, kjer smo postavili mersko napravo, prost optični kabel dolžine 50 m za meritev okoliške temperature in posodo za umerjanje s prostim optičnim kablom dolžine 15 m za meritev referenčne temperature za umerjanje merske naprave. Meritve smo iz operativnih razlogov izvajali kot enosmerne s priklju- čitvijo obeh razpoložljivih optičnih vlaken v kablu na 2 kana- lih in z nastavitvijo izvajanja meritev s 15-minutnim časovnim razmikom. To pomeni, da je zajem meritev na vsakem kanalu potekal s korakom 30 minut. Po postavitvi merskega sistema smo še pred začetkom betonskih del izvedli kontrolno meri- tev, ki je pokazala, da je merski sistem v celoti delujoč. Ker je bila oprema nameščena v vplivnem območju izvajanja grad- benih del, jo je bilo treba ustrezno zaščititi. Merska oprema je bila ves čas meritev zavarovana z lesenim ohišjem, s katerim je bila zagotovljena zaščita pred zunanjimi vplivi in onemogočen dostop nepoklicanim do naprave (slika 15). Vzporedno z me- ritvami temperature v konstrukcijskem bloku smo spremljali tudi vremenske podatke (temperatura, padavine, vlažnost, hit- rost vetra) z avtomatsko vremensko postajo (slika 16) in meritve temperature okolice betonskega bloka na osojni strani ob des- nem stebru prelivnega polja s prostim optičnim kablom. V času izvajanja meritev je bilo vreme suho. Povprečna dnevna maksimalna temperatura je nihala med 22 in 24 °C z najnižjo in najvišjo temperaturo 11 °C oziroma 30 °C (slika 17). Med po- tekom meritev je mestoma prišlo do krajše prekinitve napa- janja merske opreme in posledično do izpada podatkovnega niza. Intervali prekinitev so bili dovolj kratki, da je bilo mogo- če manjkajoče podatke ustrezno računsko nadomestiti. Za primerjavo in kontrolo rezultatov, dobljenih na terenu, je bil v času izvedbe talne plošče podslapja v laboratoriju izveden tudi poladiabatski poskus na standardnem preizkušancu ena- ke betonske mešanice, kakršna je bila uporabljena pri gradnji talne plošče podslapja. 5 REZULTATI MERITEV Pri analizi rezultatov meritev je bilo ugotovljeno, da zapis meri- tev obsega točke do stacionaže +573,75 m, kar pomeni, da smo razpolagali z rezultati meritev v 1.568 merskih točkah v 4 aktiv- nih zankah (od 4 do 7). Domnevamo, da je pri vgrajevanju be- tona prišlo do pretrganja ali večje poškodbe optičnega kabla na območju prehoda med 3. in 4. zanko. Kljub temu so se me- ritve izkazale kot regularne, saj smo z aktivnimi zankami zajeli Slika 15. Merska naprava s prostim optičnim kablom in po- sodo za umerjanje. Slika 17. Temperatura okolice v času izvajanja meritev. Slika 16. Vremenska postaja. Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 239 Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI več kot polovico vsega merskega polja, vključno z zajemom temperaturnega stanja v osrednjem delu konstrukcijskega bloka. S tem smo pridobili dovolj kakovostnih podatkov za po- znejše analize temperaturnega stanja v fazi strjevanja betona. Pozneje izvedene meritve so potrdile, da je prišlo do prekinitve optičnega kabla zgolj lokalno in da je mogoče preostale 3 zan- ke aktivirati z zaprto zanko ter z aktivacijo vseh 4 razpoložljivih kanalov vzpostaviti sočasno izmero temperaturnega polja v celotnem konstrukcijskem bloku. Adiabatnim razmeram v laboratoriju so najbližje merske točke pri dnu v osrednjem delu konstrukcijskega bloka. Začetni pri- rast temperature v konstrukcijskemu bloku je bil opazno hitrej- ši kot pri referenčnem laboratorijskem poskusu (slika 18). Vzrok za to je verjetno dejstvo, da je proces hidratacije v konstrukcij- skemu bloku potekal pri bistveno višjih zunanjih temperaturah kot preskus v standardnih laboratorijskih razmerah (20±2 °C). Iz slike je razvidno, da to ni bistveno vplivalo na velikost končnih (najvišjih) temperatur. Najvišja temperatura v konstrukcijskemu bloku je dosegla 43,8 °C približno 48 ur po vgradnji, medtem ko je znašala končna temperatura (dosežena po približno 100 urah) pri laboratorijskem poskusu 42,9 °C oziroma 37,7 °C po 48 urah. Če primerjamo potek temperature pri dnu konstrukcij- skega bloka v prečni smeri, je najizrazitejši prirast temperature izmerjen v središču konstrukcijskega bloka in se proti robu blo- ka vidno zmanjšuje (slika 19). Vzrok za različne hitrosti prirasta temperature v prečni smeri je posledica robnih pogojev, kjer je zaznaven vpliv sosednjih konstrukcijskih blokov in deloma tudi dnevnih temperaturnih nihanj v okolici. Primerjave temperatur v konstrukcijskem bloku v navpič- ni smeri so še zanimivejše. Poudariti moramo, da se je po vgradnji konstrukcijskega bloka izvajala predpisana mokra nega betona, površina pa ni bila posebej termično zaščite- Slika 18. Primerjava karakterističnih krivulj v adiabatnih razmerah. Slika 19. Prikaz časovnega poteka temperature pri dnu konstrukcijskega bloka. Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 240 na. Proti površju konstrukcijskega bloka so se najvišje tem- perature nižale, kar kaže na lažjo izmenjavo toplote iz povr- šine konstrukcijskega bloka v okolico. Smo pa bližje površja zasledili zelo izrazita dnevna nihanja temperatur. Največje temperaturne razlike so znašale od ΔT=15 °C do ΔT=20 °C na razdalji 60 cm, kar kaže na sorazmerno velike temperaturne obremenitve betona v tem območju. Temperaturni gradi- enti so bili predvsem posledica nihanj zunanjih temperatur, pri čemer pa temperaturni gradienti na enaki razdalji v not- ranjosti konstrukcijskega bloka niso presegali ΔT=5 °C (slika 20 in 21). Na sliki 22 je prikazan časovni potek temperaturnega polja v notranjosti konstrukcijskega bloka v prvih petih dneh po vgra- dnji betona. V prikazu so zajete meritve polovice bloka (zanke 4 do 7). Prostorski prikaz razvoja poteka temperaturnega polja v konstrukcijskem bloku smo naredili na osnovi interpolaci- je rezultatov točkovnih meritev, nivojsko med posameznimi vejami in prostorsko med zankami z računskim modelom, razvitim v sklopu predmetnega raziskovalnega projekta v programskem okolju Matlab. Najopaznejši dvig temperatu- re je bil zabeležen v središču konstrukcijskega bloka in se je proti robu močno nižal. Slika temperaturnega polja se znatno razlikuje od pričakovane porazdelitve temperaturnih gradien- tov od notranjosti proti robu konstrukcijskega bloka in uve- ljavljenih modelov. Če je v notranjosti konstrukcijskega bloka porazdelitev temperaturnih gradientov v okviru pričakovanih vrednosti, se slika v območju vpliva sosednjih konstrukcijskih blokov znatno spremeni. To se kaže na levem boku konstruk- cijskega bloka, kjer je izjemno jasno izražen vpliv na tempera- turno polje na območju, na katerem je talna plošča podslapja vpeta v stranski steber prelivnega polja. Pri konvencionalnih analizah poteka temperaturnih polj takih anomalij ni bilo mogoče zaznati. Pomembna ugotovitev naših analiz je izmer- Slika 20. Prikaz časovnega poteka temperature po vertikalnem prerezu v zanki 4 v sredini konstrukcijskega bloka. Slika 21. Prikaz časovnega poteka temperature po vertikalnem prerezu v zanki 7 na levem robu konstrukcijskega bloka. Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 241 Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI jena prisotnost velikih lokalnih temperaturnih gradientov, ki znatno presegajo pričakovane vrednosti in možnost kritičnih napetostnih stanj na mestih, kjer tovrstnih fenomenov ne bi pričakovali. Po zaključku gradbenih del na prvem prelivnem polju smo izvedli še kontrolne meritve in prikazali uporabnost merske opreme v okviru rednega obratovalnega monitoringa. V času izvajanja meritev še ni bilo izvedene preusmeritve in prelivno polje še ni bilo potopljeno. Zaradi prekinjenega optičnega ka- bla smo morali izvesti meritev za vsako vejo posebej. V sklopu kontrolnih meritev smo naredili po dve seriji zajema podat- kov, s čimer smo preverili sposobnost registracije temperatur v obeh vejah merskega kabla. V tem sklopu smo zajeli zapis meritev od stacionaže +180 do stacionaže +880 m v skupno 2.793 merskih točkah. Ob tem so bile zajete tudi merske točke od stacionaže +573,75 m, v dolžini optičnega kabla 306,25 m (zanke 1 do 3), ki pri prvem sklopu meritev zaradi poškodbe kabla niso bile zajete. Meritve smo izvedli za kratko časovno obdobje, vendar z dovolj dolgim reprezentativnim časovnim razponom, da smo potrdili enakomernost pridobljenih rezul- tatov. Rezultati meritev kažejo, da so vrednosti v obeh vejah v mejah pričakovanih vrednosti. S tem smo potrdili, da je optični kabel na celotni dolžini operativen in funkcionalen. V času izvedbe kontrolnih meritev nismo imeli na voljo mož- nosti registracije temperature na sami lokaciji pregrade. Tako smo kot referenčno zunanjo temperaturo privzeli izmerjeno na lokalni meteorološki postaji 13 °C v času izvajanja meritev. V tem obdobju so bila registrirana tudi občutna nihanja tempe- rature v nočnem času, ko so minimalne vrednosti znašale okoli 1 °C. Kot referenčna temperatura na lokaciji merske naprave je privzetih 12,5 °C, ki predstavlja temperaturo v kontrolnem hod- niku, ki se praviloma ne spreminja. Rezultati kontrolnih me- ritev so pokazali, da so temperature znotraj konstrukcijskega bloka še vedno sorazmerno visoke v primerjavi s temperaturo okolice, za katero lahko kot referenčne privzamemo razmere na površini betonskega bloka. Na višjo temperaturo znotraj bloka vpliva proces hidratacije in počasnejše prehajanje toplo- te iz notranjosti bloka. S kontrolnimi meritvami smo potrdili tudi ugotovitev, da je pričakovana porazdelitev temperatur v konstrukcijskemu bloku osno simetrična z maksimumi v cen- tralnem delu konstrukcijskega bloka (zanki z oznako 2 in 4). Na robovih konstrukcijskega bloka se temperature znižujejo, kar je posledica vpliva bližine stebrov, pri katerih je prehod toplote zaradi sorazmerno večje površine konstrukcije lažji in posledič- no sorazmerno tudi hitrejše ohlajanje od talne plošče (sliki 23 in 24). Najnižje temperature v notranjosti konstrukcijskega blo- ka so v rangu vrednosti referenčne temperature v kontrolnem hodniku, ki jo lahko privzamemo kot referenčno temperaturo betona v notranjosti pregrade. Na površini betonskega blo- ka so temperaturne razlike izrazitejše, kar je posledica vpliva dnevnega nihanja temperature v okolici pregrade, ki je znašala v času izvajanja meritev na lokalni meteorološki postaji 13 °C, v nočnem času pa so temperature padle na okoli 1 °C. Slika 22. Porazdelitve temperature pri različnih časih, vrh bloka. Slika 23. Prikaz temperatur v zankah na sredini konstrukcij- skega polja pri dnu. Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 242 6 ZAKLJUČEK Izvedeni preskus je pokazal veliko uporabnost sistema op- tičnih kablov za spremljanje različnih procesov v masivnem betonu tako v času gradnje kot v zgodnjem hidratacijskem obdobju. Prikazan postopek predstavlja odličen način kon- trole oziroma nadzora procesa hidratacije, s tem pa vezanja cementa in zgodnjega strjevanja betona v masivnih konstruk- cijah, pri katerih je (začetno) sproščanje toplote ključnega po- mena za zagotavljanje ustrezne kakovosti, trajnosti in varnosti konstrukcije. Med glavnimi prednostmi spremljanja temperaturnega polja v masivnih betonskih elementih z optičnimi kabli v primer- javi s klasičnim točkovnim merjenjem temperature z vgraje- nimi termočleni velja izpostaviti predvsem neprimerno večjo količino merskih točk, ki jih je mogoče poljubno izbirati. Pri tem je dimenzija optičnega kabla izjemno majhna, zaradi če- sar je poseg v samo sestavo konstrukcije praktično zanemar- ljiv iz vidika razvoja temperaturnega polja, doseganja ma- terialnih lastnosti betona in ustreznosti vgrajevanja betona. Optični kabli so zaradi svoje sestave relativno neobčutljivi na ostale vplive, odporni proti okvaram in kompatibilni z napre- dnejšimi napravami, zaradi česar imajo lahko izjemno dolgo življenjsko dobo. Vse navedeno omogoča, da vgrajeni sistem optičnih kablov učinkovito uporabimo tudi za kontrolo stanja objekta v poznejših fazah (polnitev, eksploatacija) ter za dol- gotrajno izvajanje rednega monitoringa masivnih betonskih konstrukcij. Z vidika namena identifikacije temperaturnega polja v kon- strukcijskem bloku sta se kot ustrezna izkazala uporabljena izbira razmika merskih točk in časovni interval zajema meri- tev. Natančnost izmere temperature v merskih točkah je od- visna od prostorske ločljivosti sistema DTS, kar pa (glede na velikost konstrukcijskega bloka) na rezultate meritev ni imelo značilnega vpliva. V primeru uporabe sistema DTS pri manj- ših konstrukcijskih elementih pa lahko prostorska ločljivost predstavlja pomemben faktor, ki ga je treba upoštevati pri zasnovi merskega sistema (večji razmik merskih točk, izved- ba lokalnih zaprtih zank ipd.). Vsekakor to naslavlja dodatna vprašanja, na katere odgovore bo treba pridobiti pri nadalj- njih raziskavah. 7 ZAHVALA Raziskovalni projekt je bil financiran s strani HESS (Hidroelek- trarne na spodnji Savi) in sredstev ARRS (programska skupina P2-0180 in temeljni raziskovalni projekt J2-9196), za kar avtorji prispevka izražajo posebno zahvalo. 8 LITERATURA Glišić, B. Simon, N., Monitoring of concrete at very early age using stiff SOFO sensor, Cement & Concrete Composites, Volu- me 22, 115–119, 2000. Glišić, B., Inaudi, D., Monitoring of Early and very early age De- formation of concrete Example paper, The International Jour- nal on Hydropower and Dams, Volume 19/6, 87–92, 2006. HESS, spletna stran: https://www.he-ss.si/he-brezice-splosno. html, Hidroelektrarne na spodnji Savi, datum vpogleda 15.5.2022, 2022. Hoffmann, L., Müller, M., Krämer, S., Giebel, M., Schwotzer, G., Wieduwilt, T., Applications of fiber optic temperature mea- surement, Proceedings of the Estonian Academy of Sciences Engineering Volume 13/4, 363–378, 2007. Humar, N., Milevski, S., Zupan, D., Vidmar, A., Kryžanowski, A., High resolution distributed fiber optic temperature measure- ment of massive concrete in concrete dams at an early age, Proc. International Symposium on »Appropriate technology to ensure proper Development, Operation and Maintenance of Dams in Developing Countries«, 84th ICOLD Annual Meeting, Johannesburg, 21.-27.6. 2016, South Africa, 2016. IBE, HE Brežice, prelivna polja, 3 načrt gradbenih konstrukcij, PZI, Ljubljana, 2014. Inaudi, D., Glišić, B., Field Application of Fiber Optic Strain and Temperature Monitoring Systems, Opto-electronic Sensor-ba- sed monitoring in Geo-engineering, Nanjing, P.R.China, No- vember 23–24, 2005. Kryžanowski, A., Brilly, M., Vidmar, A., Zupan, D., Humar, N., Sečnik, M., Vihar, A., Sapač, K., Vezočnik, R., Gvozdanovič, T., Jud, S., Meritve temperature v betonskem bloku na preliv- nem polju pregrade Brežice, UL Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Katedra za splošno hidrotehniko, Končno poročilo raziskovalne naloge, naročnik: HESS, št. 2015/000106, Ljublja- na, 2015. Peng, H., Lin, P., Yang, N., Li, M., Qiao, Y., Real time thermal fi- eld analysis on Wudongde super high arch dam during con- struction, Global energy interconnection, Volume 2/3, 264–269, 2019. Silixa, Software Manual, Silixa Ltd, Elstre, 2014. Vezočnik, R., Gvozdanovič, T., Jud, S., Izvedba geodetskih laser- skih meritev pozicije optičnega kabla, DFG, št. 10509, Ljubljana, 2015. Slika 24. Porazdelitev temperaturnega polja v konstrukcij- skem bloku za dve višini. Nina Humar, prof. dr. Dejan Zupan, dr. Andrej Vidmar, doc. dr. Gregor Trtnik, izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski MERITVE TEMPERATURNEGA POLJA V MASIVNEM BETONU Z OPTIČNIMI KABLI Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 243 FOTOREPORTAŽA NADHOD SONCE V ROGAŠKI SLATINI Slika 1. Dokončan nadhod, avgust 2022 (Foto: Ponting, d. o. o.). Lokacija: Rogaška Slatina; povezava med promenado Rogaška Slatina (restavracija in PC Sonce) in vznožjem Tržaškega hriba (Park&Ride in razgledni stolp Kristal) Investitor: Občina Rogaška Slatina Projektant: Ponting inženirski biro, d. o. o. Gradbeni nadzor: Navor, d. o. o. Izvajalec gradbenih del: Adriaplan, d. o. o. Izvajalec jeklene konstrukcije: Petrič, d. o. o. NADHOD SONCE V ROGAŠKI SLATINI Fotoreportaža Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 244 NADHOD SONCE V ROGAŠKI SLATINI Fotoreportaža Nadhod Sonce v Rogaški Slatini, projektiran izključno za pešce in kolesarje, z vitko, do okolja odgovorno konstrukcijo in privlačno osvetlitvijo spodbuja ljudi k hoji in kolesarjenju. Nadhod ponuja varno povezavo med promenado Rogaška Slatina in vznožjem Tržaškega hriba in je pomembna pridobitev za turistični kraj, v katerem so potrebe po zunanjih rekreacijskih površinah in doži- vetjih še večje. Nadhod prečka dovozno pot do doma starejših občanov, potok Ločnico, parkirišče, regionalno cesto, železniško progo in cesto na Tržaški hrib ter se izteče ob vznožju Tržaškega hriba. Njegova izgradnja je del obsežne revitalizacije območja na zahodnem robu zdraviliškega kompleksa, ki bo drastično spremenila identiteto kraja. Na območju Tržaškega hriba je bilo istočasno urejeno P+R-parkirišče, v izgradnji je tudi 108 metrov visoki razgledni stolp Kristal, v prihodnosti pa je predvidena tudi gradnja dodatnih turističnih kapacitet in objektov. Slika 2, 3 in 4. Izvedba temeljenja – piloti in pilotne grede, oktober 2021 (Foto: Ponting, d. o. o.). Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 245 NADHOD SONCE V ROGAŠKI SLATINI Fotoreportaža Sliki 5 in 6. Izdelava jeklene konstrukcije, januar–marec 2022 (Foto: Navor, d. o. o.). Sliki 7 in 8. Izvedba opornih zidov severnega dostopa in temeljev dvigalnih jaškov, januar–februar 2022 (Foto: Ponting, d. o. o.). Sliki 9 in 10. Izvedba podpornih ukrepov v sklopu P&R-parkirišča v neposredni bližini, februar 2022 (Foto: Ponting, d. o. o.). Objekt je zasnovan kot ena zavorna enota, integralna jeklena-sovprežna konstrukcija, z ležišči in dilatacijami samo na krajnih opornikih. Karakteristični razpon, preko regionalne ceste in železnice, je dolžine 43 m. Dolžine pristopnih razponov znašajo 13,50 + 17,50 + 15,50 = 46,50 m (s strani promenade) oziroma 17,00 + 17,50 + 13,50 = 48,00 m (s strani Tržaškega hriba). Severni dostop na premostitveni objekt je urejen čez 40 m dolgo dostopno rampo (klančine) znotraj dveh vzporednih podpornih zidov. Na obeh straneh karakterističnega razpona so postavljeni podesti dolžine 3,00 m in urejeni vertikalni dostopi k objektu s pomočjo dvigal. Dolžina premostitvenega objekta nadhoda je 137,5 m, skupna dolžina vključno s severno dostopno rampo pa znaša 177,5 m. Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 246 Zahtevnost gradnje nadhoda Sonce v urbanem okolju, močno obremenjenem z najrazličnejšo komunalno infrastrukturo, preč- kanjem regionalne ceste in železnice, je dodatno povečala tudi gradnja Park&Ride-parkirišča v neposredni bližini in povezavi, ki je ves čas gradnje potekala istočasno. Kasneje, proti koncu izgradnje P&R-parkirišča, v zaključni fazi gradnje nadhoda, se je ob vznožju Tržaškega hriba začela še gradnja razglednega stolpa Kristal, tako da so na relativno majhnem območju v danem trenutku obratovala tri večja gradbišča. Slike 11 do 15. Montaža jeklene konstrukcije s pomočjo dveh avtodvigal, marec–april 2022 (Foto: Ponting, d. o. o.). Sliki 16 in 17. Montaža jeklenih dvigalnih jaškov in armiranje voziščne plošče, maj 2022 (Foto: Ponting, d. o. o.). NADHOD SONCE V ROGAŠKI SLATINI Fotoreportaža Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 247 Sliki 18 in 19. Izvedba AB Hi-Bond-voziščne plošče, junij 2022 (Foto: Ponting, d. o. o.). NADHOD SONCE V ROGAŠKI SLATINI Fotoreportaža Slike 20 do 24. Finalizacija objekta, julij–avgust 2022 (Foto: Ponting, d. o. o.). Avtor: Rok Mlakar, univ. dipl. inž. grad. (PONTING, d. o. o.) Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 248 GRADNJA KOLESARSKE POVEZAVE HUDA LUKNJA MED VELENJEM IN MISLINJO Fotoreportaža FOTOREPORTAŽA GRADNJA KOLESARSKE POVEZAVE HUDA LUKNJA MED VELENJEM IN MISLINJO Slika 1. Montaža jeklene konstrukcije nadvoza N1 čez glavno cesto in Pako s pomočjo avtodvigala, avgust 2022. Lokacija: Velenje, Huda luknja Naročnik: Republika Slovenija, Ministrstvo za infrastrukturo, Direkcija RS za infrastrukturo Projektant: JV Cestni inženiring, d. o. o., in IRGO consulting, d. o. o. Inženir: JV ZIL inženiring s partnerjem GRAMUR, Zlatko Murko, s. p. Izvajalec: Strabag gradbene storitve, d.o.o., s partnerji VOC Celje, d. o. o., RGP, d. o. o., in Prohaus, d. o. o. Pogodbena vrednost gradbenih del: 15,7 milijona evrov z DDV Finančna konstrukcija: Evropska unija, Evropski sklad za regionalni razvoj: 3,4 milijona evrov, Ministrstvo za okolje in prostor, Sklad za podnebne spremembe: 5,5 milijona evrov, Ministrstvo za infrastrukturo, Direkcija RS za infrastrukturo: 6,8 milijona evrov. Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 249 GRADNJA KOLESARSKE POVEZAVE HUDA LUKNJA MED VELENJEM IN MISLINJO Fotoreportaža Kolesarska povezava skozi Hudo luknjo, od Sela pri Velenju do Gornjega Doliča, bo potekala večinoma po stari opuščeni žele- zniški progi. V Gornjem Doliču trasa poteka deloma po lokalni cesti, nato pa se naveže na obstoječo kolesarsko povezavo Dolič– Mislinja, na t. i. Štrekno. Slika 2. Opuščena železniška proga, po kateri bo potekala nova kolesarska pove- zava, september 2022. Slika 3. Sanacija obstoječega predora Paka 1, september 2022. Slika 4. Severni portal predora Paka 2, avgust 2022. Izvedba projekta gradnje kolesarske povezave Huda luknja od Velenja do Mislinje obsega: ureditev trase v skupni dolžini 9,4 km, ki bo v celoti asfaltirana, sanacijo treh obstoječih predorov: Paka 1, Paka 2 in Huda luknja, izgradnjo novega predora Legi kamen, izgradnjo štirih nadvozov (N1 do N4) čez glavno cesto G1-4, dveh mostov (M1 in M2) čez reko Pako, sanacijo obstoječih ter novo- gradnjo novih podpornih in opornih zidov, izgradnjo galerije, vodnogospodarske ureditve reke Pake, izvedbo podajno lovilnih ograj za zaščito pred padajočim kamenjem, izgradnjo dveh novih avtobusnih postajališč, treh počivališč za kolesarje, izvedbo cestne razsvetljave, zaščito in prestavitev obstoječih komunalnih vodov, izgradnjo novega EE-voda. Sanacija obstoječih predorov obsega visokotlačno pranje, sanacije betonskih površin, obnovo fug kamnitih oblog, izvedbo dre- nažnih vrtin, sanacijo portalov, vgradnjo hidroizolacije, izvedbo strešne konstrukcije za zaščito pred izcedno vodo ter izvedbo razsvetljave. Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 250 Slika 5. Predor Huda luknja, avgust 2022. Slika 6. Gradnja novega predora Legi kamen, izvedba hidro- izolacije, september 2022. Slika 7. Gradnja novega predora Legi kamen, izvedba se- kundarne AB-obloge, september 2022. Pri izvedbi sanacijskih del v predoru Huda luknja je prišlo do delne porušitve kamnitega oboka, v predoru Paka 2 pa do porušitve severnega portala. Gradnja novega predora Legi kamen je potekala skladno s potrjenim terminskim planom brez večjih zapletov. Za izvedbo montaže nadvozov N2 in N3 je bilo treba izvesti dvodnevno popolno zaporo glavne ceste. Zapora je bila izvedena zunaj delovnega tedna (sobota in nedelja). Montaža je potekala brez zapletov, skladno s potrjenim elaboratom. Med popolno zaporo je bila montirana tudi jeklena konstrukcija mostu M2. Za montažo nadvozov N1 in N4 bo potrebna še ena dvodnevna popolna zapora glavne ceste. Preostala dela na nadvozih bodo izvedena ob polovičnih zaporah prometa na glavni cesti z izme- nično enosmernim potekom prometa. GRADNJA KOLESARSKE POVEZAVE HUDA LUKNJA MED VELENJEM IN MISLINJO Fotoreportaža Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 251 Slika 8. Montaža jeklene konstrukcije nadvoza N2 s pomočjo avtodvigala, avgust 2022. Slika 10. Jeklena konstrukcija mostu M2 čez reko Pako, avgust 2022. Slika 12. Izvedba novega podpornega zidu ob kolesarski poti, september 2022. Slika 9. Jeklena konstrukcija nadvoza N2 čez glavno cesto in reko Pako, avgust 2022. Slika 11. Detajl armature na krajnem oporniku mostu M2 čez reko Pako, avgust 2022. Slika 13. Izvedba podajno-lovilnih ograj za zaščito pred pa- dajočim kamenjem, september 2022. Pogodbeni rok za dokončanje vseh del je september 2023, trenutno dela potekajo skladno s terminskim planom, zato investitor zamud pri izvedbi del ne pričakuje. Fotografije: Bojan Čas, Matej Bračič GRADNJA KOLESARSKE POVEZAVE HUDA LUKNJA MED VELENJEM IN MISLINJO Fotoreportaža Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 252 Montažna gradnja = gradnja prihodnosti  Prednosti: hitra realizacija  odlična kvaliteta betonskih blokov  odlične statične in ognjevarne karakteristike  veliki rasterji brez vmesnih stebrov Zakaj izbrati nas?  Prilagodljivost  Zanesljivost  Korektnost Smo podjetje Mobeco (www.mobeco.si) in smo specializirani za izdelavo montažnih prefabriciranih visokokakovostnih armirano- betonskih elementov in za gradnjo z njimi. Imamo tri tovarne prefabriciranih armiranobetonskih elementov, dve v Srbiji in eno v Sloveniji. Gradimo po vsej Sloveniji, na Hrvaškem in v zadnjem obdobju tudi na Madžarskem. Profesionalnost, kakovost, fleksibilnost in hitra realizacija različnih projek- tov so prednosti sodelovanja z nami. Število uspešno realiziranih objektov se vsako leto podvoji. V petih letih svojega obstoja smo postali eni vodilnih na tem področju na območju Slovenije in Hrvaške. Prav tako smo že četrto leto zapored prejeli certifikat bonitetne odličnosti A+, kar potrjuje našo konkurenčnost, kredibilnost in poslovanje. Prejeli smo tudi certifikate ISO 9001, 14222, 45000, CE in CN. Trenutno gradimo logistični center, velik kar 66.000 m2, kar je naš največji posamezni projekt doslej. V prihodnjih letih nameravamo še povečati proizvodne kapacitete, razširiti asortiment gradbenih proizvodov in uvesti nove avto- matizirane proizvodne linije. Razmere v gradbeništvu so zelo turbulentne, kar je posledica povišanja cen na trgu in pomanjkanja gradbenih materialov, kljub nestabilnemu trgu pa se toliko še ni gradilo in na naše delo ni vplivalo. Gradbeni vestnik letnik 71 september 2022 253 UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO IN GEODEZIJO NOVI DIPLOMANTI GRADBENIŠTVA I. STOPNJA – VISOKOŠOLSKI ŠTUDIJSKI PROGRAM GRADBENIŠTVO Aleksander Stojanović, Primerjalna analiza materialov za cestne talne označbe, mentor viš. pred. dr. Robert Rijavec; https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?id=138865 Žiga Zupančič, Poenostavljena ocena potresne zmogljivosti stavbe, mentor prof. dr. Matjaž Dolšek, somentor asist. dr. Anže Babič; https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?id=138866 Rubriko ureja Eva Okorn, gradb.zveza@siol.net UNIVERZA V MARIBORU, FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO, PROMETNO INŽENIRSTVO IN ARHITEKTURO NOVI DIPLOMANTI GRADBENIŠTVA I. STOPNJA – VISOKOŠOLSKI STROKOVNI ŠTUDIJ GRADBENIŠTVA Klara Šoster, Analitična in numerična analiza časovnega razvoja posedka, mentor izr. prof. dr. Primož Jelušič, somentor prof. dr. Bojan Žlender; https://dk.um.si/IzpisGradiva.php?id=82076 I. STOPNJA – UNIVERZITETNI ŠTUDIJSKI PROGRAM GRADBENIŠTVO Ammar Šiljić, Organizacija gradbišča in tehnološki procesi vodnogospodarske ureditve v občini Šentilj, mentor prof. dr. Uroš Klanšek, somentor prof. dr. Andrej Štrukelj https://dk.um.si/IzpisGradiva.php?id=82247 KOLEDAR PRIREDITEV 13.-14.10.2022 43. zborovanje gradbenih konstruktorjev Slovenije Rogaška Slatina, Slovenija www.sdgk.si 13.-14.10.2022 Vodni dnevi 2022 – Simpozij z mednarodno udeležbo Hibridna konferenca Rimske Toplice, Slovenija https://sdzv-drustvo.si/vodni-dnevi/ 21.10.2022 GEO-EXPO 2022 — 12th Scientifi c and Expert Conference Prijedor, Bosna in Hercegovina www.geotehnika.ba/ 24.-26.10.2022 ICCEFA’22 - 3rd International Conference on Civil Engineering Fundamentals and Applications Spletna konferenca Seul, Južna Koreja https://iccefa.com 26.-28.10.2022 15. slovenski kongres o prometu in prometni infrastrukturi Portorož, Slovenija www.drc-zdruzenje.si/kongres/ 26.-28.10.2022 ICBSTS 2022 — 3rd International Conference on Building Science, Technology and Sustainability Lizbona, Portugalska www.icbsts.org 18.11.2022 ARCHTHEO '22 — XVI. International Conference on Theory and History of Architecture Spletna konferenca Carigrad, Turčija www.dakamconferences.org/archtheo 18.11.2022 CUI’22 – X. International Contemporary Urban Issues Conference on Informality Spletna konferenca Carigrad, Turčija www.dakamconferences.org/cui 6.-8.12.2022 2nd EAGE/SEG Workshop on Geophysical Aspects of Smart Cities Hong Kong, Kitajska https://seg.org/SmartCityHongKong2022 4.-6.4.2023 S. ARCH BERLIN – 10th International Conference on Architecture and Built Environment Berlin, Nemčija www.s-arch.net/s-arch-berlin 29.-31.5.2023 15th International Conference Underground Construction Prague 2023 Praga, Češka www.ucprague.com/ 7.-9.6.2023 17DECGE – 17th Danube - European Conference on Geotechnical Engineering Bukarešta, Romunija https://17decge.ro/ 25.-28.6.2023 9ICEG - 9th International Congress on Environmental Geotechnics Hania, Kreta, Grčija www.iceg2022.org 26.-28.6.2023 NUMGE 2023 - 10th European Conference on Numerical Methods in Geotechnical Engineering London, Anglija www.issmge.org/events/numge-2023 17.-21.9.2023 12 ICG - 12th International Conference on Geosynthetics Rim, Italija www.12icg-roma.org 28.-30.9.2023 11th International Conference on Auditorium Acoustics 2023 Atene, Grčija https://auditorium2023.org/ 14.-17.11.2023 WLF6 - 6th World Landslide Forum Firence, Italija https://wlf6.org/ Rubriko ureja Eva Okorn, ki sprejema predloge za objavo na e-naslov: gradb.zveza@siol.net