Brevet FR2228936A1 — publié le 19741206

La présente invention a pour objet un cadre-support pour châssis marchants destinés à des travaux d'avancement ou creusement pour la réalisation de galeries, tunnels, puits ou ouvrages analogues en vue de la protection contre les chutes de pierres, pour supporter des outils d'abattage ou des éléments de coffrage, châssis constitués chacun par des cadres-supports dont la forme est adaptée à la section transversale des ouvrages en question, dispo- sés les uns derrière les autres dans le sens longitudinal des dits ouvrages et agencés pour être rétractables et expansibles télescopiquement aussi bien dans le sens de leur hauteur que dans le sens de leur largeur, cadres dont les premier, troisième etc., de même que les deuxième, quatrième etc. sont groupés fonctionnellement en éléments de châssis , B, imbriqués spatialement les uns dans les autres et reliés les uns aux autres par des commandes à vérin, de manière que, lors d'un allègement (ou décharge), d'une part, alternant avec un maintien en position d'appui, d'autre part, ils puissent être avancés puis trainés dans le sens de la galerie, soit en ligne droite, soit suivant des courbes. Un châssis marchant du type mentionné ci-dessus est décrit dans le brevet allemand 2 021 734. Dans ce châssis, on utilise des cadres-supports servant de cintres d'excavation et constitués chacun par deux segments reliés l'un à l'autre par une articulation de falote, soutenus par des appuis verticaux sur semelle et, de plus, écartés l'un de l'autre par des verrous transversaux. Les appuis verticaux et les verrous transversaux sont réglables en longueur, de manière que le cadre-support proprement dit puisse être rétracté et déployé dans le sens de la hauteur et dans celui de la largeur. Le réglage en hauteur des cadres-supports est assuré par des presses montées sur les appuis verticaux.Des systèmes à vérin ancrés sur la semelle servent à rétracter les segments en vue de la diminution de la largeur. Deux cadres-supports de ce type sont reliés l'un à l'autre par des poutres s'étendant dans le sens longitudinal de l'ouvrage et rorment un châssis dit " à cadres ". Deux de ces chassies à cadres sont imbriqués l'un dans l'autre et peuvent, à tour de rôle, être avancés par un dispositif de ripage monté entre eu,. Gn place les uns drrriere les autres plusieurs châssis à cadres qui peuvent être utilisés dans des buts d1férents. Lors de la marche, des galets prévus sur les appuis verticaux sont abaissés sur le mur et le cadre-support, simultanément rétracté en hauteur et largeur, est soulevé au-dessus de ia semelle du mur. Un tel châssis marchant présente le grand inconvénient que les appuis verticaux et les verrous transversaux norizontau nécessaires au soutien du cadre de soutènement proprement ait, ou des segments de ce cadre, obturent le passage à travers le cnâssis, dans le sens longitudinal de l'ouvrage, de manière telle que slArtozt la mise an oeuvre de dispositifs mécaniques travaillant sur la paroi frontale, par exemple desforeusesq des pelles ciareuses et autres dispositifs analogues et leurs manoeuvres sont gnées. Le but de la présente invention est de procurer un cadre-support qui puisse être combiné avec un autre du même type pour constituer un châssis marchant, de telle maniere que le passage vers la paroi frontale puisse demeurer libre d'une manière optimale. En plus de cela et grâce à des mesures prévues sur le cadre-support, on cher- che à obtenir une certaine adaptation du châssis marchant au terrain. Ce problème est résolu grâce au fait que le cadre-support est constitué par un cintre d'excavation adapté au contour de l'excavation et par une charpente porteuse en forme de portique reposant sur le mur et que le cintre précité est monté, de manière à être réglable en hauteur, dans la charpente porteuse susvisée. Conformément à l'invention, la charpente porteuse en forme de portique repose, avec au moins deux appuis (ou étançons) disposés vers les parois et éventuellement au moins un appui (ou étanSon) médian et par l'intermédiaire de patins disposés dans le sens longitudinal de l'ouvrage, sur le mur ou les semelles de l'ouvrage. Conformément à une autre caractéristique ae l'invention, le cintre d'excavation est formé d'une partie médiane résistant à la flexion et à chaque extrémité de laquelle est articulée une partie latérale s'étendant jusqu'à proximité du mur. Selon un autre mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, la partie médiane du cintre est logée dans des guides de ia charpente, guides ouverts vers le faîte, et elle peut être rétractée dans une position de déplacement et déployée dans une position ouverte, perpendiculairement au mur de l'ouvrage, grâce à des dispositifs de levage, par exemple des vérins de levage montés dans la dite charpente, tandis que les parties latérales du cintre Q d'excavation peuvent être rentrées et sorties, par pivotement autour des axes de leurs articulations sur la partie médiane, au moyen de smstCmes à vérin montés dans la charpente. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le cintre d'excavation est maintenu dans sa position d'appui par les parties mobiles, assujetties à un fluide sous pression, des systemes à vérin. Dans la position de cheminement, le cintre s'appuie, par sa partie médiane rigide, dans le fond des guides en U reliés aux appuis latéraux et il subsiste, entre le bord inférieur du cintre et le fond des guides en U reliés à l'appui médian, ou aux appuis médians, un jeu qui rend possible le levage du ou des appuis médians au-dessus du mur au moyen des dispositifs à vérin, lors de l'avancement du cadre-support. Dans un autre mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, les guides prévus pour le cintre d'excavation sont disposés dans la charpente porteuse en forme de portique et les dispositifs à vérin attaquant la partie médiane rigide du cintre, pour le déplacement dans le sens de la hauteur, sont disposés à l'extrémité supérieure des appuis. Conformément à l'invention, le cintre qui a été amené à la hauteur maximale dans les guides est mis dans l'impossibilité de basculer et de se tordre dans le sens longitudinal de l'ouvrage. Suivant une autre particularité de l'invention, les vérins servant à rentrer et à sortir, par pivotement, les parties latérales du cintre sont, d'une part, reliés à des axes horizontaux des parties latérales et, d'autre part, reliés à l'extrémité libre d'une bielle articulée à la charpente en forme de portique, les lignes qui relient les points d'articulation en position d'appui formant un angle qui devient plus grand dans la position de cheminement, lors de la rentrée ou rétraction des parties de segment, par levage de la bielle au-dessus du mur ou d'un autre appui fixe et qui finalement passe à la position ou les trois articulaions sont en ligne. Les potences de la charpente sont avantageusement et conformé- ment à l'invention fixées sur leurs patins et sur la membrure supérieure du portique. 'accou-plement de cadres-supports disposés les uns derrière les autres pour former des parties de châssis et de leurs dispositii-s d'avancement a lieu en réservant une certaine liberté de mouvement délimitée par des butées. Conformément à l'invention, les dispositifs à vérin sont agencés pour s re à double effet, Le grand avantage procuré par l'invention est que la charpente en forme de portique porte le cintre dde; > cavation proprement o-i-c, dans la position d'appui et dans la position de chemInement, de sorte que son appui et son raidissement latéral ne nécessitent pas un grand nombre d'appuis verticaux ni de verrous transversaux hori- zontaux gênant le libre passage. La charpente en forme de portique peut etre réalisée sous la forme d'une construction solide en acier, de sorte que l'on a be soFn de n'utiliser des montants ntermédiaires Que dans des cas exceptionnels. Après la rétraction du cintre d'excavation, le cadre-support peut être déplacé sous forme d'un tout sur les patins des potences extérieures de la charpente. Dans le cas de grandes portées, où i' on fait usage d'étançons médians, ces derniers sont soulevés audessus du mur de l'ouvrage, lors du déplacement du cadre-support, ae sorte qu'ils n'engendrent aucune résistance. ba même chose a lieu pour les bielles servant d'appui aux dispositifs à vérin utilisés pour la rétraction et le déploiement des éléments de segment du cintre. Grâce aux dispositifs à vérin montés entre le cintre proprement dit et la charpente en forme de portique, on est assuré que, même avec un sol d'ouvrage irrégulier, tous les appuis de la charpente sont utilisés pour transmettre les efforts. Grâce à la souplesse limitée prévue pour les éléments de construction, on obtient également un appui statique bien déterminé, même dans le cas d'un sol de conformation irrégulière.Le libre passage important en direction de la paroi frontale procuré, grâce à l'invention, à travers le cadre-support, permet la mise en oeuvre particulièrement effica- ce de dispositifs modernes d'abattage et de transport. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après avec plus de détails et représenté sur le dessin annexé, sur lequel la fig. 1 est une vue en élévation de face d'un cadre-support, dans le sens transversal de l'ouvrage; la fig. 2 est une vue en plan, suivant la flèche II de la fig. 1, de plusieurs cadres-supports disposés les uns derrire les autres; la fig. 3 représente la liaison d'un appui médian de la charpente en forme de portique avec le cintre d'excavation;; la fig. 4 est une vue en coupe, suivant la ligne IV-IV de la fig. 3, d'un appui médian; la fig. 5, enfin, est une vue en coupe partielle, suivant la ligne V-V de la fig. 3, de la charpente formant portique. Le cadre-support est constitué par un cIntre d'excavation I adapté à la forme de l'excavation 1 et par la charpente porteuse Il en forme de portique. Le cintre d'excavation I est monté, de manière à être réglable en hauteur et en largeur dans la charpente porteuse II. La charpente porteuse II, avec les appuis (ou piliers) latéraux 4, repose sur le sol (ou mur) 5 de l'ouvrage, soit d~rec- segment, soit par l'intermédiaIre de semelles 6. Les appuis ç ont des patins 7 qui, en plan, ont une forme rectangulaire et dont l'axe longitudinal est disposé dans le sens de la longueur de l'ouvrage. Dans l'exemple de réalisation choisi, la charpente porteuse Il est soutenue par un appui médian 8 qui est supporté de la même maniere sur le soi. Selon la portée, on peut disposer plusieurs appuis médians. Les appuis 4 et 8 comportent, à leur extrémité supérieure, des guides t3 constitués chacun par deux flasques 91 qui, grâce à une partie transversale 92, forment un U Dans les guides 9 est logée la partie médiane 21 du cintre I oyi s' étend d'une paroi à l'autre, de sorte que ce cintre est également maintenu, par les guides 9 des appuis 4 proches des parois, dans le sens de la longueur de l'ouvrage. Aux extrémités de la partie médiane rigide 21 du cintre I sont articulées, par des charnières 10, les parties de segment latérales 22. Les extrémités libres des parties de segment 22 s'étendent jusqu'a proximité du mur 5. Au pied de chaque appui X sont articu- lées, autour d'axes 11, des bielles 12 qui s'appuient sur le mur 5 et aux extrémités libres desquelles sont articulés des vérins 1 > dont les autres extrémités sont en prise, par l'Intermédiaire d'ar- ticuîations/14 avec les parties de segment 22. Les artIculations entre les vérins 13 et les bielles 12 sont désignées par 15. Les lignes qui relient les articulations 11-15 et 15-14 forment, dans la position d'appui, un angle cui augmente pendant la rétraction et qui, à la limite, devient une ligne droite (position d'extension), c'est-à-dire que les bielles se soulèvent au-dessus du mur 5. Les vérins 13 sont à double effet. A l'extrémité supérieure de chacun des appuis 4 et 8 sont fixés deux vérins de levage 16 dont les parties mobiles sont en prise aux Pc nts 17 avec la partie rigide correspondante au cantre I. En position d'appui, les vérins 13 et 16 sont alimentés en flui ae sous pression (fig. 1), le cIntre 21, 22 occupe sa position la plus à l'extérieur. ba longueur utile ces verins 16 a une valeur telle que les appuis 4 et 8 reposent sur le mur, meae si celui-ci est inégal. Dans cette position d'appui, le cintre I est embrassé par les flasques, ou joues 91 des guides 9 en forme å'U, de sorte que ce cintre ne peut ni basculer, ni se tordre dans le sens longi- tudinal de l'ouvrage. Les appuis 4 et 8, dont les possibilités de mouvement sont mitées dans tous les sens, sont serrés entre le mur et le cintre. Ainsi qu'on le voit sur la lig. 2, la même chose vaut pour les entretoises 18 servant à la liaison de deux cadres-supports et disposées dans le sens de la longueur de ltouvrage. Les organes de ripage 19 utilisés pour l'avancement des cadres sont supportés de la même manière. On dispose ainsi d'une très grande possibilIté d'adaptation, dans tous les sens, de tous les cadres-supports combinés entre eux pour constituer un châssis marchant. Pour le ripage du cadre-support, on abaisse vers le mur la partie médiane rigide 21 du cintre I en soulageant les vérins 16 et, par une alimentation appropriée des vérins 13, on rétracte, vers l'intérieur, les segments latéraux 21. Les vérins 16 sont également à double effet. Lors du ripage du cadre-support, celui-ci est toujours soutenu sur le mur par l'intermédiaire des appuis 4 et de leurs patins 7. Pour ce faire, le cintre I est abaissé au point de reposer dans le fond 92 des guides 9 (en forme d'U) des appuis 4. La longueur des guides 9 des appuis médians 8 est telle qu'il existe toujours un intervalle entre le bord inférieur du cintre I et le fond des guides. Les appuis médians 8 peuvent être soulevés par leurs vérins 16 d'une hauteur égale à l'intervalle susvisé, de façon à être libérés du mur; autrement dit, un ripage du cadre-support ne peut s'effectuer que par l'intermédiaire des patins 7 des appuis 4 disposés vers les parois. Dans tous les cas, le libre passage entre les appuis 4 et entre ceux-ci et le ou les appuis médians 8 est assez grand pour que l'on puisse placer et manoeuvrer sans obstacle, vers la paroi frontale de l'ouvrage, tous types de dispositifs mécaniques. RVLE-DICATIONS 1 - Cadre-support pour châssis marchants destinés à des travaux d'avancement ou creusement pour la réalisation d'ouvrages tels que galeries, tunnels, puits et ouvrages analogues, en vue de la protection contre les chutes de pierres, pour -supporter des outils d'abattage ou des éléments de coffrage, châssIs constitués par des cadres-supports de forme adaptée à la section transversale des ouvrages en question, disposés les uns derrière les autres dans le sens longitudinal des dits ouvrages et réglables en hauteur et en largeur, cadres dont les premier, troisième etc., de même que les deuxième, quatrième etc. sont groupés fonctionnellement en éléments de châssis imbriqués spatialement les uns dans les autres et reliés les uns aux autres par des commandes à vérin, de manière que, lors d'un allegement (ou décharge),-d'une part, alternant avec un maintien en position d'appui, d'autre part, ils puissent être avancés et traînées dans le sens de la galerie, soit en ligne droite, soit suIvant des courbes, caractérisé par le fait que le dit cadresupport consiste en un cintre d'excavation adapté au contour de l'excavation et en une charpente porteuse en forme de portique reposant verticalement sur le mur, lequel cintre est monté dans la dite charpente de manière à etre réglable en hauteur et en largeur. 2 - Cadre-support suivant la revendication 1, dans lequel la charpente porteuse en forme de portique repose par au moins deux appuis si'cués vers les parsis et, éventuellement, par au moins un appui médian sur le mur de l'ouvrage ou sur us semelles, par l'In- termédiaire de patins disposés dans le sens longitudinal de l'ouvrage. 3 - Cadre-support suivant l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le cintre d'excavation est formé d'une partie médiane résistant à la flexion, à cnacune des extrémités ae laquelle est relié, par l'intermédiaire d'une articulation, un segment latéral s'étendant jusqu'à proximité du mur. 4 - Cadre-support suivant l'une des revend cations 1 à 3, dans lequel la partie médians du cintre d'excavaiion est logée dans des guides, en forme de fourche ouverte vers le faite ad l'ouvrage, de la charpente porteuse et qu'il peut y être enfoncé et sorti verti calmement, respectivement dans une position de cheminement et une position déployée, au moyen de dispositifs de levage, oar exemple des dispotitifs à vérin montés sur la dite charpente, tandis que les segments latéraux du cintre d'excavation peuvent être rentrés -et sortis, par pivotement autour des axes des articulations qui les relient à la partie médiane, au moyen de disposItifs à vérin montés sur la charpente porteuse. 5 - Cadre-support suivant l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la partie médiane du cintre d'excavation est maintenue dans sa position d'appui par les parties mobiles, assujetties à un fluide sous pression, des dispositifs à vérin, tandis que, dans la position de cheminement, le cintre repose, par sa partie médiane rigide, dans le fond des guides en forme d'U reliés aux appuis situés vers les parois, un jeu étant ménagé entre le bord inférieur du cintre et le fond des guides en forme d'U reliés à 1' appui mé divan ou aux appuis médians, ceci de manière que le ou les appuis médians puissent être soulevés au-dessus du sol, lors de l'avance- ment du cadre, grâce à un système de vérin. 6 - Cadre-support suivant l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les guides destinés au cintre d'excavation dans la charpente porteuse sont prévus, d'une part, sur les systèmes de vérin qui viennent en prise avec la partie médiane rigide du cintre d'excavation et qui servent à déplacer verticalement le cintre en question et, d'autre part, à l'extrémité supérieure des appuis (latéraux et médians). 7 - Cadre-support suivant l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le cintre d'excavation qui a été amené à sa hauteur maximale est mis, à l'intérieur des guides, dans l'impossibilité de basculer et de se tordre dans le sens longitudinal de l'ouvrage. 8 - Cadre-support suivant l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les vérins qui servent à faire pivoter, vers l'intérieur et vers l'extérieur, les parties latérales du cintre d'excavation sont, d'une part, articulés autour d'axes horizontaux, aux dites parties latérales et, d'autre part, articulés à l'extrémité libre d'une bielle elle-même articulée à la charpente porteuse, les lignes qui relient l'articulation entre vérin et bielle à chacune des deux autres articulations formant, lorsque le cadre est en position d'appui, un angle qui, dans la position de cheminement, grandit au fur et à mesure que les parties de segment sont rétractées par levage de la bielle au-dessus du mur ou d'un autre point d'appui fixe, angle qui finalement se confond avec la position où les trois articulations sont en ligne. 9 - Cadre-support suivant l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les appuis de la charpente porteuse, qui reposent sur leurs patins, sont maintenus par la membrure supérieure du cintre et par l'accouplement de cadres-supports disposés les uns derriWre les autres pour former des parties de châssis dont le dispositif de ripage peut se mouvoir d'une manière limitée entre des butées. 10 - Cadre-support suivant l'une des revendications 1 à i, dans lequel les systèmes de vérin sont à double e fet.