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L'invention concerne une construction élastique en fer, (cons- truction en arc ou polygonale) pour galerie de mines constituée de segments de profilés laminés qui se recouvrent et peuvent glisser les uns dans les autres sous l'action de la poussée des terrains.
De nombreuses propositions ont déjà été faites dans le but de rapprocher les unes des autres les caractéristiques statiques des profi- lés laminés en direction des axes des x et des y, pour arriver à atteindre de cette manière les caractéristiques statiques favorables des profilés coulés. Ce profilé laminé a pour but d'aboutir à des caractéristiques sta- tiques égales suivant les deux axes dans le cas d'armatures en fer pour galeries de mines.
Toutefois, jusqu'à présent, des constructions en profilés lami- nés de ce genre n'ont pu s'implanter dans la pratique parce que la réparti- tion des faces est toujours pénible dans les profilés laminés, si on ne veut pas rendre l'opération de laminage plus difficile.
L'invention crée une armature ou construction de galerie en pro- filés laminés dans laquelle les caractéristiques statiques sont égales aussi bien dans le sens des x que dans le sens des y, de sorte que le centre de gravité du profilé se trouve au milieu.
Dans l'armature complète, les segments de profilés se recouvrent à leurs extrémités. Ils sont serrés les uns contre les autres à l'aide de moyens de fixation appropriés, de manière à résister de façon élastique à la pression.
Les profilés peuvent être construits d'une manière quelconque et leurs branches peuvent aussi bien avoir une position verticale qu'une position inclinée. Dans une réalisation plus complète de cette idée, en plus des branches, les traverses de raccord (branches centrales) des profilés peuvent également être construites en s'écartant vers le haut ou vers le bas, de manière à toujours réaliser de nouveau un profilé d'ensemble symétrique. Les profilés à branches inclinées ne possèdent pas seulement l'avantage de caractéristiques statiques particulièrement favorable suivant les deux axes (qui se rapprochent de celles des profilés tubulaires) mais se guident également l'un dans l'autre, de manière que les centres de gravité des deux profilés ne peuvent se déplacer que dans une seule direction.
Dans des profilés à demi-membrures,. la solution du problème conforme à l'invention est obtenue en faisant en sorte que les faces de chaque demi-membrure ne soient pas seulement égales en surface à la face de la membrure de fond subdivisée suivant l'axe des y, mais soient également superposables et disposées de façon symétrique. En outre, l'angle d'ouverture est maintenu par exemple à 45 ou respectivement à 30 .
Gomme forme de réalisation pratique, on peut adopter une forme en V aussi bien qu'une forme en N, en M ou en W.
Les étriers de raccord ont,conformément à l'invention, une forme telle que leurs pièces supérieure et inférieure pénètrent l'une dans l'autre.
Dans ce but, les pièces d'étriers sont munies de rebords étirés en hauteur, qui s'appuient l'un contre l'autre. Elles s'adaptent donc l'une sur l'autre à la manière d'un couvercle sur une boite. En outre, ces rebords servent naturellement également de renforcement aux étriers. Quand elios sont vissées, ces coquilles ne s'appuient l'une sur l'autre qu'en des points de contact déterminés, alors qu'elles sont espacées les unes des autres dans le sens de la traction. Il est ainsi possible de réaliser une tension préalable fixe des profilés les uns sur les autres au moyen d'un effort de frottement plus ou moins grand.
Le demi-joint glissant (inférieur) est mécaniquement entraîné par le demi-joint fixe (supérieur) parce que, à l'état vissé, les branches
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se superposent sur leurs faces frontales antérieures, et créent ainsi des surfaces d'entraînement par contact. Pour que le demi-joint fixe (supérieur) d'une part demeure fixe sous l'action de l'effort de frottement de la moi- tié glissante et d'autre part ne puisse basculer, la face frontale dans le sens du mouvement est repliée deux fois, en avant, en procurant ainsi un point d'appui supplémentaire. On peut de cette façon parler d'un appui à trois points.
On représente sur les dessins-des exemples de réalisation de l'in- vention, qui cependant ne la limitent évidemment pas.
La fig.l représente un châssis d'armature conforme à l'invention.
La fig.2 représente une élévation de profil d'une partie de cet- te armature à l'endroit du recouvrement.
La fig. 3 est une coupe suivant la ligne A-B de la fig.2.
Les figs. 4 et 5 représentent différentes formel de réalisation possibles des surfaces de section transversale, en coupe.
Les figs. 6 et 7 représentent des forme,s de réalisation préférées des profilés composés, en coupe à travers un endroit de recouvrement.
Sur toutes les figures, a' et a" représentent les profilés dont la section est essentiellement représentée sur les figs. 4 et 5. Conformé- ment à l'exemple de réalisation, les profilés sont disposés l'un contre l'autre suivant une grande surface à l'endroit du recouvrement, les centres de gravité des profilés étant disposés obliquement l'un par rapport à l'au- tre, comme le montre la fig.6. En outre, les centres des profilés peuvent se déplacer suivant la verticale comme le montre la fig.7.
Les endroits de recouvrement sont raccordés entre eux de façon connue par des moyens de fixation b (étriers de serrage).
La tension de serrage peut être produite aussi bien à l'aide de vis qu'au moyen de coins, et ne nécessite aucune explication supplémentaire. Ces en- droits de raccordement ne sont d'aucune façon représentés au complet.
Il peut être particulièrement avantageux de construire les pro- filés en oblique comme on le représente, pour que toutes les branches des profilés soient inclinées et que, lors du laminage, toutes les faces puis- sent être obtenues parallèlement. En outre, dans ce cas, les centres de , gravité des profilés se trouvent environ sur les verticales.
Des profilés d'armatures de mines conformes à l'invention munis de demi-membrures, sont décrits en se référant aux figs.8, 9 et 10.
La fige 8 représente un profilé en V propre,
La fig. 9 représente deux profilés adaptés l'un dans l'autre,
La fig. 10 représente des profilés en N.
Le profilé en V comprend les branches 1, les demi-membrures 2 et la membrure de fond 3 . La membrure de fond, divisée en deux par l'axe des y, porte également les faces partielles 3a et 3b, l'angle d'ouverture des branches est a. La hauteur des demi-membrures 2 = h2 est égale à la hauteur h3 de la membrure de fond. Les demi-membrures ainsi que la membrure de fond, ont la forme d'un trapèze et la grande base de la demi-membrure de tête est égale au côté correspondant du trapèze de la demi-membrure de fond g3.
De même, le petit côté O2 du trapèze est égal au demi-côté correspondant O3 de la membrure de fond.
On reconnaît sans plus sur la fig.8 que le centre de gravité du profilé est situé au milieu, car sa distance à la limite supérieure du pro- filé, el est égale à sa distance à la limite inférieure du profilé e2.De même la distance à la limite de la membrure de fond f1 est égale à f2. En outre, on reconnaît clairement que les faces 2 et 3a ou respectivement 3b
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ont la même surface, sont superposables et sont également disposées de fa- gon symétrique. Le côté de la membrure de fond il se trouvant à l'intérieur du profilé, est égal à 2 x O3. De cette manière, deux ou plusieurs profilés s'adaptent exactement les uns dans les autres lors du serrage, comme le mon- tre la fig. 9.
Le profilé laminé - comme connu en soi - est évidemment cal- culé au point de vue de sa forme angulaire, de manière que le serrage ait lieu dans la région élastique, c'est-à-dite que les branches sont laminées à un angle d'ouverture plus petit de manière qu au cours du serrage, elles s'appuient de façon élastique en tous les points des branches par l'inter- médiaire des colliers et qu'on obtienne après le serrage un angle de 45 .
Parmi les autres profilés possibles, on représente encore @ur la fig.10 un profilé en N à l'état serré. Les mêmes conditions concernant les faces des membrures sont également assurées dans ce profilé en N. Entre les branches extérieures désignées par 4. se trouve la branche intérieure
6 entre les membrures de raccord 5. Les demi-membrures sont désignées par
7. Les membrures de raccord 5 d'une part et les demi-membrures 7 d'autre part ont entre elles des surfaces égales, superposables et disposées de fa- çon symétrique. La hauteur h5 de la membrure de raccord supérieure est donc égale à la hauteur h5 de la membrure de raccord inférieure. De même, la hau- teur h7 de la demi-membrure supérieure est égale à celle de la demi-membrure inférieure.
En outre, les faces latérales des membrures correspondantes sont également égales. Les épaisseurs des branches extérieures sont évidemment également égales. Le centre de gravité se trouve au centre, c'est-à-dire sur la ligne axiale de la branche intérieure 6. Deux ou plusieurs profilés sont par conséquent disposés sans plus l'un dans l'autre à l'état serré.
De même, les distances du centre de gravité aux lignes limites supérieures et inférieures sont agales : e1=e2 et fl=f2 et en outre, e1=e2=f1=f2. L'angle d'ouverture est voisin de 30 . Les profilés conformes a l'invention ont en outre l'avantage particulier qu'ils possèdent la même résistance non seu- lement dans les directions des sollicitations principales, c'est-à-dire dans le sens des axes des x et des y ou bien, par rapport à l'armature des gale- ries, non seulement dans le sens axial en direction de la galerie, mais éga- lement dans le sens radial dans les arcs d'armature individuels.
L'ellipse d'inertie connue, qui résulte des valeurs de la résis- tance, devient ici un cercle d'inertie, de sorte que les valeurs les plus favorables de la résistance sont atteintes dans toute direction quelconque.
Une importance particulière doit êt@e attribuée à ce point de vue dans les armatures de mines, parce que le plan de sollicitation d'un segment de ga- lerie peut toujours avoir différentes directions. La stabilité d'une arma- ture de galerie comportant des profilés conformes à l'invention, est donc notablement plus favorable que ce n'est le cas dans les profilés connus.
Les gauchissements et pliages sont évités ou bien ne peuvent plus se produi- re aussi facilement.
Le profilé conforme à l'invention équivaut ainsi au profilé tu- bulaire favorable, mais offre par rapport au profilé tubulaire l'avantage que ses segments peuvent être serrés sans plus au moyen d'étriers, de fa- çon bolide mais cependant démontable, entre eux et les uns dans les autres, tandis que des profilés tubulaires doivent avoir dans chaque cas un diamè- tre différent pour pouvoir être introduits les uns dans les autres. De mê- me, on réalise également Évidemment de ce fait des avantages au point de vue de la technique du laminage. Les profilés conformes à l'invention -eu- vent sans plus être laminés dans un laminoir calibré. Dans le cas de @@@- filés tubulaires, ou bien des laminoirs spéciaux sont nécessaires ou bien des appareils de soudure correspondants.
Les profilés conformes à l'inven- tion peuvent également être fabriqués à la presse.
Il est également clair que différentes catégories de poids du profilé peuvent être introduites les unes dans les autres et que e pro- filé peut être adopté pour tous les genres d'armatures de mines ou de gale- ries, c'est-à-dire aussi bien pour les armatures élastiques avec ou sans
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articulation de toit ou de mur, pour les armatures à lamelles, aussi bien également que pour des étançons de mines, et dans ce cas, l'un des profilés forme 1-'étançon extérieur, l'autre l'étançon intérieur.
En résumé, on peut dire que les faces correspondantes des demimembrures ou respectivement des membrures intermédiaires ou des membrures de fond, ont la même surface, sont superposables et sont disposées symétriquement.
Les étriers de raccordement sont représentés sur le dessin sur les figs. Il, 12 et 13 pour les profilés en V et sur les figs. 14, 15 et 16 pour les profilés en N.
Les figs. 11 et 14 représentent un étrier de raccord, son em- ploi a pour résultat que, lorsquil est serré, les branches avant des moitiés inférieure et supérieure se superposent et produisent ainsi des points d'entraînement par contact. En outre, ces figures montrent que les faces frontales du demi-raccord fixe (supérieur) dépassent loin en avant et procurent ainsi de nouveau un appui à trois point.
Sur les figs. 12 et 15, on représente des vues frontales des étriers de raccord à l'état serré, avec les trois points d'appui, tandis que les figs. 13 et 16 représentent l'étrier de raccord vu du dessus.
Sur les figures, les profilés devant être serrés l'un contre l'autre, sont désignés par 1 et 2. Les étriers reposent de façon connue en soi aux extrémités des profilés au-dessus desquels ils dépassent de fa- çon égalempnt connue au moyen d'un bec, pour empêcher le décalage des profilés.
Les étriers consistent en deux coquilles 3 et 4 qui sont serrées l'une contre l'autre par des vis 6. Conformément à l'invention, les rebords 3a et 4a sont étirés vers le haut de manière que, comme on le représente sur le dessin, le bord 4a s'applique contre le bord 3a pour que la demi-cou- pe inférieure 4 entraîne la demi-coupe supérieure 3dans tous ses mouvements.
En ce qui concerne les figs. 14 à 16, on remarquera en particulier qu'il suffit également que la pièce de collier qui pénètre dans l'autre soit taillée obliquement en forme de coin et ne s'appuie ainsi que par une face contre l'autre coquille. Dans les exemples, l'arête 7 seule s'appuie contre le bord de la coupe inférieure 4 étirée vers le haut.
Les exemples de réalisation représentés sur les figs. Il à 16 ne se limitent évidemment pas à ces profilés.
REVENDICATIONS.
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The invention relates to a resilient iron construction (arched or polygonal construction) for a mine tunnel consisting of rolled profile segments which overlap and can slide into each other under the action of ground pressure.
Numerous proposals have already been made with the aim of bringing the static characteristics of the rolled sections closer to one another in the direction of the x and y axes, in order to achieve in this way the favorable static characteristics of the cast sections. The purpose of this rolled section is to achieve equal static characteristics along the two axes in the case of iron reinforcements for mine galleries.
However, until now, constructions in rolled sections of this kind have not been able to be established in practice because the distribution of the faces is always difficult in the rolled sections, if one does not want to make more difficult rolling operation.
The invention creates a reinforcement or gallery construction of rolled sections in which the static characteristics are equal in both x and y directions, so that the center of gravity of the section is in the middle.
In the complete reinforcement, the profile segments overlap at their ends. They are clamped against each other using suitable fastening means, so as to resiliently resist the pressure.
The profiles can be constructed in any way and their branches can have an upright position as well as an inclined position. In a more complete realization of this idea, in addition to the branches, the connecting crosspieces (central branches) of the profiles can also be constructed by deviating upwards or downwards, so as to always achieve a new profile of the profile. 'symmetrical set. The profiles with inclined branches not only have the advantage of particularly favorable static characteristics along the two axes (which are similar to those of the tubular profiles) but also guide each other, so that the centers of gravity of the two profiles can only move in one direction.
In half-chord sections ,. the solution of the problem according to the invention is obtained by ensuring that the faces of each half-member are not only equal in area to the face of the bottom chord subdivided along the y-axis, but are also superimposable and arranged symmetrically. In addition, the opening angle is maintained for example at 45 or respectively at 30.
As a practical embodiment, a V shape as well as an N, M or W shape can be adopted.
The connecting brackets have, according to the invention, a shape such that their upper and lower parts penetrate one into the other.
For this purpose, the stirrup parts are provided with raised flanges which are pressed against each other. They therefore fit on top of each other like a cover on a box. In addition, these rims naturally also serve as reinforcement for the stirrups. When elios are screwed on, these shells only rest on each other at specific points of contact, while they are spaced apart in the direction of tension. It is thus possible to achieve a fixed preliminary tension of the profiles on each other by means of a greater or lesser friction force.
The sliding half-joint (lower) is mechanically driven by the fixed half-joint (upper) because, in the screwed state, the branches
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are superimposed on their front end faces, and thus create contact training surfaces. So that the fixed (upper) half-joint on the one hand remains fixed under the action of the friction force of the sliding half and on the other hand cannot tilt, the front face in the direction of movement is folded twice, forward, thus providing an additional point of support. In this way, we can speak of a three-point support.
Embodiments of the invention are shown in the drawings, which however obviously do not limit it.
Fig.l shows a reinforcing frame according to the invention.
Fig. 2 shows a profile elevation of part of this reinforcement at the location of the overlap.
Fig. 3 is a section taken along line A-B of fig.2.
Figs. 4 and 5 show different possible embodiments of the cross-sectional surfaces, in section.
Figs. 6 and 7 show preferred embodiments of the composite profiles, in section through a place of overlap.
In all the figures, a 'and a "represent the profiles, the cross section of which is essentially shown in Figures 4 and 5. According to the exemplary embodiment, the profiles are arranged one against the other in a sequence. large area at the location of the overlap, the centers of gravity of the profiles being arranged obliquely with respect to each other, as shown in fig. 6. In addition, the centers of the profiles can move according to the vertical as shown in fig. 7.
The overlap locations are connected together in a known manner by fixing means b (clamping brackets).
The clamping tension can be produced both with screws and with wedges, and does not require further explanation. These connection locations are by no means shown in their entirety.
It may be particularly advantageous to construct the profiles obliquely as shown, so that all the branches of the profiles are inclined and, during rolling, all the faces can be obtained in parallel. In addition, in this case, the centers of gravity of the profiles are approximately on the verticals.
Mine reinforcement profiles in accordance with the invention provided with half-frames are described with reference to Figs. 8, 9 and 10.
Fig. 8 represents a clean V-profile,
Fig. 9 shows two profiles adapted one inside the other,
Fig. 10 shows N profiles.
The V-profile consists of the branches 1, the half-frames 2 and the bottom frame 3. The bottom chord, divided in two by the y axis, also bears the partial faces 3a and 3b, the opening angle of the branches is a. The height of the half-chords 2 = h2 is equal to the height h3 of the bottom chord. The half-chords as well as the bottom chord have the shape of a trapezoid and the large base of the head half-chord is equal to the corresponding side of the trapezoid of the bottom half-chord g3.
Likewise, the small side O2 of the trapezoid is equal to the corresponding half-side O3 of the bottom chord.
We can easily recognize in fig. 8 that the center of gravity of the profile is located in the middle, because its distance from the upper limit of the profile, el is equal to its distance from the lower limit of the profile e2. distance to the limit of the bottom chord f1 is equal to f2. In addition, it is clearly recognized that the faces 2 and 3a or respectively 3b
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have the same surface, are stackable and are also arranged symmetrically. The side of the bottom chord il located inside the profile is equal to 2 x O3. In this way, two or more profiles fit into each other exactly when tightening, as shown in fig. 9.
The rolled profile - as known per se - is obviously calculated from the point of view of its angular shape, so that the clamping takes place in the elastic region, i.e. the legs are rolled at an angle. smaller opening so that, during tightening, they rest elastically at all points of the branches by means of the clamps and that after tightening an angle of 45 is obtained.
Among the other possible profiles, we also show @ur fig.10 an N profile in the clamped state. The same conditions regarding the sides of the frames are also ensured in this N-profile. Between the outer branches designated by 4. is the inner branch.
6 between the connecting members 5. The half-members are designated by
7. The connecting members 5 on the one hand and the half-members 7 on the other hand have between them equal surfaces, superimposable and arranged symmetrically. The height h5 of the upper connecting chord is therefore equal to the height h5 of the lower connecting chord. Likewise, the height h7 of the upper half-chord is equal to that of the lower half-chord.
In addition, the side faces of the corresponding members are also equal. The thicknesses of the outer branches are obviously also equal. The center of gravity is located in the center, that is to say on the axial line of the inner branch 6. Two or more profiles are therefore arranged without more one inside the other in the tight state.
Likewise, the distances from the center of gravity to the upper and lower limit lines are equal: e1 = e2 and fl = f2 and furthermore, e1 = e2 = f1 = f2. The opening angle is close to 30. The profiles according to the invention also have the particular advantage that they have the same resistance not only in the directions of the main stresses, that is to say in the direction of the x and y axes or well, with respect to the frame of the galleries, not only in the axial direction towards the gallery, but also in the radial direction in the individual reinforcement arches.
The known ellipse of inertia, which results from the values of the resistance, here becomes a circle of inertia, so that the most favorable values of the resistance are reached in any direction.
Particular importance should be attached to this point of view in mine reinforcements, because the stress plane of a tunnel segment can always have different directions. The stability of a gallery reinforcement comprising sections in accordance with the invention is therefore notably more favorable than is the case in the known sections.
Warping and bending are either avoided or cannot occur so easily.
The profile according to the invention is thus equivalent to the favorable tubular profile, but offers over the tubular profile the advantage that its segments can be tightened without more by means of stirrups, in a bolide way but nevertheless removable, between them and into each other, while tubular sections must have a different diameter in each case in order to be able to be inserted into each other. Likewise, advantages are obviously also realized from the point of view of the rolling technique. The sections according to the invention can no longer be rolled in a calibrated rolling mill. In the case of tubular yarns, either special rolling mills are required or corresponding welding devices.
The profiles according to the invention can also be manufactured in a press.
It is also clear that different categories of weights of the profile can be introduced into each other and that the profile can be adopted for all kinds of reinforcements for mines or galleries, that is to say both for elastic reinforcements with or without
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roof or wall articulation, for lamellar reinforcements, as well as for mine props, and in this case, one of the profiles forms 1-external prop, the other the interior prop.
In summary, we can say that the corresponding faces of the half-members or respectively of the intermediate members or of the bottom members, have the same surface, are superimposable and are arranged symmetrically.
The connection brackets are shown in the drawing in figs. II, 12 and 13 for the V-shaped sections and in figs. 14, 15 and 16 for N profiles.
Figs. 11 and 14 show a connecting yoke, its use results in when tightened the front legs of the lower and upper halves overlap and thus produce contact drive points. In addition, these figures show that the front faces of the fixed (upper) half-connector protrude far forward and thus again provide three-point support.
In figs. 12 and 15, front views of the connection brackets in the tight state are shown, with the three support points, while figs. 13 and 16 show the connection bracket seen from above.
In the figures, the profiles to be clamped against each other are designated by 1 and 2. The stirrups rest in a manner known per se at the ends of the profiles above which they protrude in a known manner also by means of a spout, to prevent the profiles from shifting.
The brackets consist of two shells 3 and 4 which are clamped against each other by screws 6. According to the invention, the flanges 3a and 4a are stretched upwards so that, as shown on the figure drawing, the edge 4a rests against the edge 3a so that the lower half-cut 4 drives the upper half-cut 3 in all its movements.
With regard to figs. 14 to 16, it will be noted in particular that it is also sufficient for the piece of collar which penetrates into the other to be cut obliquely in the form of a wedge and thus only rests on one side against the other shell. In the examples, the edge 7 alone rests against the edge of the lower cut 4 stretched upwards.
The embodiments shown in FIGS. He to 16 are obviously not limited to these profiles.
CLAIMS.