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On connaît un cadre de soutènement annulaire ou cintré pour galeries de mines, constitué par des profilés.en forme de fers Zorès. munis d'ailes ou rebords et emboîtés l'un dans l'autre dans le môme sens, ces profilés étant reliés entre eux, dans leur zOne de recouvrement, par des dispositifs de liaison tels que lorsque la poussée des roches dépasse une valeur déterminée, ces profilés puissent coulisser télescopiquement l'un dans l'autre, oe qui pro cure au cadre une souplesse avantageuse.
A l'origine, on a utilisé pour constituer un cadre de soutènement cintré à Glissement de ce genre, deux profilés dont les propriétés statiaues étaient à peu près les mêmes mais dont les formes étaient différentes (profilé
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iirtr.7: et Pt'I..')l.P1.'l. #.Lome ) , le Heubruroc lu ù f'rr 1 c. a de ces profi- lés ét?nt à peu 1'i: perpendiculaires à leur formel. On r:rcy" 1 1; , i. enlise do ce petit M n -13 d' Oü.rï':4?1:.'' antres 1F3;: LW :Gt:z7rt.<.. qui ûi- vergent vers les iles, pouvoir écarter le riswue d'un: Qlrnr1;ure ou Lui évasaient plus prononcé des profilée p'=r l'effet 3 18 pour- des roches.
On a constaté toutefois, dans le cas de sollicita- tions élevées, plus spécialement quand des contraintes par pression flexion et torsion se produisent simultanément, que la section
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transversale du profilé Zorés subissait des déformations inadrissi- bles et que la stabilité était influencée.
On est parvenu, dans les derniers temps, à remédier à ces inconvénients en avant recours à un cadre de soutènement établi conformément au. brevet n 489.713 du 18 juin 1949 et constitué par des profilés ayant des sections transversales identiques et un an- gle d'ouverture entre les membrures d'environ 15 à 45 , la hauteur des qiles étant plus grande que l'épaisseur du fond du profilé à tel point Que dans la zone de recouvrement les profilés prennent appui l'un sur l'autre par leurs ailes ou rebords alors au'entre ls fonds des profilés subsiste un intervalle libre.
Un avantage particulier du cadre de soutènement selon le brevet mentionné plus haut est que la résistance à la torsion est notablement augmentée et Que le soutien des profilés à l'aide de leurs ailes procure, à cause du -rend bras de levier qui en résulte, une bonne transmis- sion du moment de torsion ce qui, plus spécialement entre les li- mites de la déformation plastique, empêche qu'une rotation se pro- duise d'un profilé par rapport à l'autre. En outre, on évite ainsi que le profilé interne soit pressé d'une manière excessive dans le profilé externe lors du montre ou surtout par suite de la poussée
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7es roches ce oui pourrait donner lieu à des déformations rlaati- nues innmi8sibles de 11 section transversale et m3me à une rupture par crevaison du fond du profilé.
Pour le mode de réalisation préféré du brevet mentionné plus
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haut' wa extrait... des profilés, (hns la zne de recouvrant.
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sont pressées l'une contre l'autre. lors de leur serrage dans le sens radial, non seulement par leurs Piles ou rebords mais égale- ment par leurs membrures latérales (de préférence élastiquement).
Le contact entre les membrures est connu pour un cadre de soutène- ment cintré à glissement. Comme les profilés Zorès avec ailes sont serrés l'un contre l'autre, à la fois par leurs membrures et par leurs ailes, on obtient une position plus centrale de la résultante de toutes les forces de frottement et on évite, par un effet excen- tré des efforts de frottement, la production de moments de flexion additionnels aui sollicitent en supplément les profilés à l'endroit de leur liaison.
On connaît, en outre, un cadre de soutènement cintré à glis- 1 sèment dans lequel, en utilisant des profilés identiaues, le sou- tien dans la zone de recouvrement se fait par les fonds et les mem- brures latérales des profilés alors au'un intervalle subsiste entre les ailes ou rebords de ceux-ci.
On a constaté que pour' un cadre de soutènement cintré à glis- sèment, constitué selon le brevet mentionné plus haut de même que pour le cadre décrit plus haut. avec des profilés identiques qui se soutiennent par leurs membrures transversales, le danger existe, par suite d'un laminage défectueux, ou par suite des conditions d'usure déterminées des rouleaux de laminoirs, que les profilés, lors de leur emboîtement, appuient d'abord l'un sur l'autre unique- ment par leurs membrures latérales alors que le soutien par les ailes ou les fonds (c'est-à-dire par des faces de membrures qui sont à peu près transversales par rapport aux membrures latérales) a lieu trop tard pour empêcher un évasement ou élargissement préiu,,, dioiable des profilés.
Conformément à l'invention, on écarte cet inconvénient en choisissant pour la hauteur des membrures transversales et pour l'épaisseur des membrures latérales des profilés des valeurs telles que les profilés, lors de leur serrage radial, se soutiennent d'abord mutuellement par leurs membrures transversales seulement (fonds ou,
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de préférence, les Biles ou rebords), les intervalles réduits qui d'abord subsistent ainsi entre les membrures latérales étant sup- primés, en totalité ou en partie, par suite d'un serrage plus en- tense dans le sens radial ou par l'effet de la charge due à la poussée des roches, par une déformation correspondante, de préfé rence entre les limites de l'élasticité.
De cette manière on ampê- che, avec certitude, même en tenant compte de tolérances importan- tes pour le laminage, que les profilés appuient au début exclusive- ment l'un'=sur l'autre par leurs membrures latérales. La largeur et la forme de l'intervalle qui subsiste au début entre les membrures latérales dépendent des tolérances du Laminage et peut correspondre par exemple à 0,5mm (pour un profilé pesant 21 kg/m et ayant une ' hauteur d'environ 100mm).
La suppression (totale ou partielle) des intervalles existant entre les membrures latérales peut déjà se faire par le serrage du dispositif de liaison des profilés, par déformation élastique, par exemple par modification de l'angle for- mé entre les membrures latérales des profilés ce qui implique évi- demment qu'il existe une composante de l'effort de serrage à peu près parallèle à l'axe X-X. La suppression de l'intervalle peut se faire par un élargissement élastique réduit du profilé interne et/ou par une.compression (avec réduction de l'angle d'ouverture) du profilé externe.
Il est également possible de donner à l'intervalle, existant entre les membrures latérales, des dimensions telles qutil soit seulement supprimé par suite des sollicitations en flexion résul- tant de la charge exercée par la poussée des roches, de préférence par déformation élastique du ou des profilés'. Dans ce.cas, on peut avantageusement profiter du fait que les tensions radiales, qui se produisent au cours de ces sollicitations en flexion, favorisent à un degré plus élevé l'ouverture du profilé interne que celle du profilé externe de sorte que l'intervalle réduit, existant entre les membrures latérales des deux profilés, peut déjà être supprimé en totalité ou en partie pendant la première phase de la mise sous
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charge.
Il est à noter qu'il n'est pas nécessaire, dans tous les cas, aue l'intervalle soit complètement supprimé ce qui donne lieu à un contact par surface entre les membrures latérales mais qu'une suppression partielle de cet intervalle donne lieu à un serrage élastique et intense de ces membrures ce qui augmente la résistance que le dispositif de liaison oppose au glissement relatif des pro- filés.
L'invention s'applique principalement aux profilés constitués selon le brevet cité plus haut mais elle peut également être utili- sée avec avantage pour les profilés identiques connus, dont dues- tion plus haut. oui prennent appui l'un sur l'autre non seulement par leurs membrures latérales mais également par leurs fonds.
Pour relier les profilés Zorès l'un à l'autre dans la zone de recouvrement, il est d'usage de se servir d'éclisses de liai- son ou de manchons en plusieurs pièces qui entourent les profilés en totalité ou en partie et qui sont utilisés, à l'aide de boulons ou de coins agissant dans le sens radial, pour produire l'emboîte- ment ou le serrage radial des profilés.
En utilisant des disposi- tifs de liaison de ce genre on peut réaliser l'objet de l'invention en appliquant, lors de l'emboîtement radial des profilés, d'abord les semelles.transversales des profilés (de préférence leurs ai- les) les unes sur les autres après quoi, par l'action ultérieure des appuis des organes de liaison ou des faces en forme de coin de ces organes, on serre les membrures latérales les unes contre les autres par déformation élastique.
A cet effet on peut faire compor- ter à la partie du dispositif de liaison qui chevauche le profilé interne, des appuis faisant saillie vers l'intérieur, ces appuis, quand on serre davantage le dispositif de liaison. étant serrés contre les membrures latérales du profilé externe, A la place de moyens de ce genre ou en supplément à ceux-ci il est également possible d'établir entre la partie de la liaison qui entoure le profilé extérieur et les ailes du profilé extérieur des coins lon- itudinaux dont le sens de serrage est choisi de manière telle que
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lorsqu'ils sont chassés dans leur logement ils serrent élastiquement les membrures du profilé extérieur contre celles du. profilé inté- rieur.
L'insertion de coins longitudinaux entre les ailes du profilé extérieur et la partie de liaison qui contourne ce profilé est con- nue. Conformément à l'invention, on dispose, toutefois, les coins longitudinaux dans ce cas d'une manière particulière et on les fait agir seulement quand les profilés ont été serrés l'un contre l'autre de manière telle dans le sens radial, par les autres or- ganes de serrage du dispositif de liaison, que leurs ailes appuient les unes sur les autres de sorte que les ailes et les membrures la- térales sont mises successivement et par étapes les unes contre les autres.
Afin que ces coins longitudinaux soient particulièrement efficaces, il est avantageux que la partie du dispositif de liai- son qui chevauche le profilé intérieur, comporte des saillies for- mant des appuis oui viennent agir sur les faces des membrures la- térales du profilé intérieur dans la zone extérieure. Mais il est également possible d'obtenir le serrage élastique des membrures les unes contre les autres, au moment voulu, en faisant coopérer des saillies ou des faces en forme de (Soin sur les profilés inter- ne ou sur les profilés externes.
Si l'on utilise les coins longitudinaux susdits, on peut également constituer ceux-ci sous la forme de coins de glissement de manière telle que. lorsque les profilés sont déplacés axiale- ment l' un par rapport à l'autre par suite de la poussée des roches, ils soient entraînés par le profilé extérieur et provoquent ainsi le serrage élastique entre les membrures latérales.
L'invention peut également être réalisée par une courbure vers l'intérieur des membrures latérales des deux profilés par suite du serrée du dispositif de liaison, par exemple à l'aide des coins longitudinaux prévu,, en supplément. Dans ce cas, on doit re- noncer à chercher u appur à proximité des membrures du profilé interne. Les membrures peuvent être délimitées par des lignes droi-
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tes ou courbes.
Dans de nombreux cas il est avantageux de donner à la délimitation interne des membrures, à leur partie supérieure, une forue curviligne telle que la largeur de l'intervalle qui existe au début entre les membrures, aille en augmentant vers l'extérieur et vers l'aile correspondante ce qui, lors de la défor- mation élastique susdite des membrures peut avoir pour résultat que le contact entre les membrures se produise sur une longueur plus grande que dans le cas où la-membrure est délimitée par des lignes droites.
Les profilés, faisant l'objet de l'invention, sont destinés avant tout à des cadres de soutènement à glissement pour les pale- ries de mines ou pour la construction de tunnels mais ces profilés peuvent également être utilisés, avec avantage, pour la construc- tion d'étançons de mines, plus spécialement pour constituer l'étai intérieur et l'étai extérieur. Ils peuvent être constitués en des matériaux de différents genres, de préférence en acier ou en un métal léger à résistance élevée. On préfère avoir recours à des profilés laminés en acier.
L'angle d'ouverture entre les membrures latérales doit cor- respondre à au moins 15 et ne doit pas dépasser environ 45 pour des profilés, avec soutien par les ailes.
En général il est plus avantageux que les moments résistant suivant les deux axes d'initié principaux soient rapprochés l'un de l'autre.
Les dessina ci-anriexés, montrent, à titre d'exemples, deux modes de réalisation de l'invention.
La fig. 1 montre, en coupe transversale, les profilés dans la zone de recouvrement après leur emboîtement dans le sens radial;
La fig. 2 montre, semblablement, les profilés dans l'état final.
Les fige. 3 et 4 montrent, respectivement en coupe transver- sale et en vue de coté. un mode de réalisation particulier de l'in- vention.
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Sur les dessins on désigne par 1 les membrures latérales, par
2 les fonds et par 3 les ailes ou rebords et par alpha l'angle d'ouverture formé entre les membrures du profilé.
Sur la fig. 1 les profilés se soutiennent mutuellement. après leur serrage dans le sens radial à l'aide de moyens de liaison non montrés, par leurs ailes 3 alors qu'entre les fonds 2 subsiste un grand intervalle w et entre les membrures latérales un intervalle z (montré d'une manière exagérée sur la fige 1).
La fig. 2 montre que cet intervalle z, par un serrage radial plus intense ou par l'effet de la poussée des roches, a disparu par suite de la déformation des profilés alors qu'entre*les fonds 2 subsiste un intervalle comme auparavant. L'agrandissement réduit de l'angle d'ouverture alpha des membrures. par suite de la suppres- sion des intervalles z est sans importance pour la force portative.
Pour l'exemple montré sur les figs. 3 et 4, on utilise pour la liaison des pièces 4 et 5 en forme d'éclisses Qui chevauchent les profilés dans la zone de recouvrement et qui sont reliées en- tre elles, d'une manière réglable, par des Voulons de liaison 6, orientés radialement. La forme de l'éclisse 5 est adaptée à celle du profilé extérieur. Entre l'éclisse 5 et le profilé extérieur sont int és des coins longitudinaux 7. de faible longueur et placés obinquement. ces coins n'ayant qu'une épaisseur réduite.
L'éclisse 4 comporte des saillies 8 qui.' pour l'exemple représenté. ont des faces externes inclinées en forme de coin. Après que les profilés se soutiennent mutuellement.par leurs ailes, comme montra sur la fig. 3, les saillies 8 viennent appuyer. aupnd on serre davantage les boulons 6, contre la partie supérieure des faces in, ternes des membrures 1 du profilé interne et provoquent, à cause de leurs faces inclinées, un élargissement élastique du profilé intérieur.
de manière telle que les membrures latérales des deux profilés soient serrées élastiquement les unes eontre les autres, A la place de celà ou en supplément on peut également enfoncer davantage les coins longitudinaux 7 qui occupent une position
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oblique telle qu'ils aient non seulement une composante qui serre les membrures les unes contre les autres mais également une compo- sante qui augmente la pression entre les ailes.
Il est évident, lorsqu'on fait intervenir les coins 7, que l'on peut constituer les saillies 8 sous la forme de simples appuis ou butées. c'est- à-dire que l'on renonce au serrage par coin en ce qui concerne le profilé intérieur de sorte que la face délimitante 4a repose direc- tement sur la face supérieure de l'aile correspondante 3 du profi- lé interne.
Pour le mode de réalisation montré on peut également utiliser. pour le serrage élastique des membrures des profilés, successive- ment les saillies 8, en forme de coin, et ensuite les coins longi- tudinaux 7. Ces. coins 7 peuvent être enfoncés à la main (par des coups de marteau) mais il est également possible de les constituer sous la forme de coins glissants qui, lorsque la charge exercée par;la poussée des roches augmente, sont entraînés par le profilé extérieur qui glisse par rapport au profilé intérieur en serrant- les membrures 1 des profilés, avec déformation élastique, les unes contre les autres.
Pour la réalisation de l'invention on peut, évidemment, utili. ser également.d'autres genres de liaison, par exemple des accouple- ments par des manchons ou des éclisses. à faoes planes, dont une chevauche le profilé intérieur alors que l'autre prend simplement appui sur le fond du profilé extérieur.