Brevet FR2299496A1 — publié le 19760827

La présente invention a pour objet un dispositif pour l'ancrage au terrain d'un cintre de soutènement de galeries souterraines, composé de plusieurs éléments de profilé assemblés deux à deux à l'aide de colliers à vis comprenant un étrier, une bride et deux écrous de serrage, chaque fois deux éléments de profilé étant ancrés au- terrain dans leur zone d'assemblage réciproque, à l'aide de deux boulons d'ancrage disposés radialement par rapport au cintre de part et d'autre de ce dernier. Il est connu, pour le soutènement de galeries de mines, d'utiliser des cintres porteurs du type coulissant, composés généralement de trois éléments de profilé assemblés deux à deux. Le profilé utilisé est, de préférence, un profilé dit en gouttière, ayant un profil général en U avec des ailes dont la distance réciproque va en-augmentsnt depuis l'amie du profilé, des rebords extérieurs étant avantageusement prévus aux extrémités libres des deux ailes pour procurer au profilé une plus grande inertie.Ces éléments de profilé sont assemblés deux à deux par emboitement et serrage à l-'aide de colliers à vis comprenant un étrier de forme générale en U et a branches filetées, engagé depuis ltextrados du cintre sur les deux éléments dé profilé assemblés, une bride appelée également "elage", ayant de préférence un profil adapté à celui des éléments de profilé et enfilée sur les deux branches filetées de étrier, et deux écrous vissés sur lesdites branches filetées de l'étrier pour serrer la bride et les deux éléments de profilé embot- tés contre l'étrier du collier. Ces trois éléments de profilé constituant le cintre comprennent deux éléments formant les montants et un élément formant la couronne en arc de cercle du cintre. Par ailleurs, il est connu par la demande de brevet français n 74 05625 déposée au nom de la demanderesse de former de tels cintres coulissants à partir de quatre éléments de profilé en gouttière, a savoir de deux éléments formant les'montants du cintre et de deux éléments formant chacun une demi-couronne. Les deux éléments de la couronne sont ancrés au terrain à l'aide de boulons d'ancrage traversant des dispositifs d'ancrage soudés aux deux extrémités des deux éléments de la çouronne, lesdits dispositifs étant indépendants des colliers servant à l'assemblage des éléments de la couronne entre eux et aux éléments formant les montants du cintre. La soudure de tels dispositifs d'ancrage sur les éléments du cintre en fonction de la position des troue forés dans le terrain pour les boulons d'ancrage, ou bien le forage des trous dans le terrain en fonction de la position des dispositifs d'ancrage soudés sur les éléments du cintre, doit sefaire avec précision, ce qui n'est pas sans présenter des difficultés compte tenu des rudes conditions de travail dans les mines. Le but de la présente invention est d'améliorer et de simplifier l'ancrage au terrain d'un tel cintre de soutènement de galeries souterraines composé de plusieurs éléments de profilé assemblés deux à deux à l'aide de colliers à vis classiques, chaque fois deux éléments de profilé étant ancrés au terrain, dans leur zone d'assemblage réciproque, à l'aide de deux boulons d'ancrage disposés radialement par rapport au cintre de part et d'autre de ce dernier, sans recourir à la soudure'de dispositifs d'ancrage sur les éléments du cintre et tout en laissant possible le libre jeu du cintre par rapport aux boulons d'ancrage, notamment le coulissement des éléments du cintre. Ce but est atteint par un dispositif combinant I'assemblage des éléments du cintre à l'aide de colliers à' vis et l'ancrage de ces éléments au terrain à l'aide de boulons. Ce dispositif éomprend, 'dans le plan d'assemblage, transvéfsal par rapport au cintre; de chaque fois deux éléments de profilé à assembler, 'un carcan métallique amovible par rapport au cintre, reliant lesdits deux éléments de profilé à la fois entre eux et aux deux boulons d'ancrage.Ledit carcan comprend une partie située à i'extrados du cintre reliant l'étrier d'un collier aux boulons d'ancrage'et une partie située à l'intrados du cintre reliant les deux éléments de profilé è la fois entre eux et à ltétrierdu collier. La partie du carcan située à l'intrados du cintre peut être avantageusement constituée par la bride même du collier laquelle serre les deux éléments de profilé l'un contre l'autre et contre I'étrier relié à la partie du carcan située à l'extrados du cintre. Cette partie du carcan située à l'extrados du cintre comprend des moyens pour emprisonner l'étrier du collier et des moyens permettant le passage d'un boulon d'ancrage de part et d'autre du plan du cintre. D'autres caractéistiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un mode de réalisation non limitatif illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure I est une vue en élévation frontale, partiellement en coupe, d'un dispositif conforme à l'invention, le plan du dessin correspondant au plan d'assemblage, transversal par rapport au cintre, de deux éléments de profilé de ce dernier la figure 2 est une vue de ce même dispositif prise dans le sens de la flèche II de la figure 1 depuis l'extrados du cintre, sans les boulons d'ancrage et les éléments de profilé'à assembler la figure 3 est une coupe suivant LII - III de la figure 1, sans les boulons d'ancrage, les éléments de profilé à assembler et la bride du collier. Tel qu'il est illustré par le dessin, le dispositif d'ancrage est utilisé pour un cintre de soutènement dr galerie souterraine constitué par des éléments de profilé en gouttière cintrés de manière que leur face concave soit tournée vers l'extrados du cintre, c'est-à-dire vers le terrain 1 auquel le cintre doit être ancré à l'aide de boulons 2. Ce dispositif consiste, pour chaque fois deux éléments de profilé à assembler1 en un carcan métallique 3 disposé radialement par rapport au cintre, dans un plan transversal correspondant au plan d'assemblage desdits deux éléments de profilé constitués ici, par exemple,par un élément de profilé 4 formant l'une des deux demi-couronnes et par un éliment de profilé 5 formant I'un des montants du cintre. Le carcan 5 se compose d'une partie 6 placée i 'extrados du cintre, en emboîtant partiellement les deux élesents de profilé 4,5, et d'une partie 7 située & l'intrados du cintre et constituée ici par la bride d'un collier a vis 8 classique pour profiles en gouttière comprenant, Outre la bride 7, un étrier 9 et deux écrous 10 vissés sur les branches filetées 9a de l'étrier 9 La partie 6 du carcan se présente soeis la forme de deux plaques 11 identiques, de forme sensiblement rectangulaire, disposées dans deux plans radiaux transversaux par rapport au cintre, leurs grands entés étant bori- zonaux, et pourvues vers l'intrados du cintre, c'est-à-dire dans le bas sur la figure 1, d'une échancrure 12 symétrique par rapport à leur axe médian vertical, cette échancrure leur permettant d'esboiter partiellement les éléments de profilé 4,5 depuis l'extrados du cintre. Les deux plaques Il sont maintenues écartées l'une de l'autre d'une distance qui est supérieure au diamètre d'un boulon d'ancrage 2, par le moyen de plusieurs entretoises de même longueur.Une première entretoise 13 constituée par un trou- çdn de fer en U est disposée symétriquement par rapport à l'axe médian vertical des plaques Il de telle manière que son ame 13a orientée horizontalement suive sensiblement le bord supérieur des plaques 11, les ailes 13b de l'entretoise 13 s'étendant vers le bas jusqu'au bord inférieur des plaques Il, de sorte que l'entretoise 13 encadre l'échancrure 12 des plaques 11 depuis le haut et sur les deux cotés. Une seconde entretoise 14 constituée par un tronçon de fer plat est placée horizontalement et symétriquement par rapport à l'aie médian vertical des plaques 11, à une distance supérieure au diamètre de l'âme 9b de l'étrier 9 du collier 8 en dessousde IrMre 13a de l'entretoise 13, la largeur de cette entretoise 14 étant quelque peu inférieure à l'ouverture des éléments de profilé 4,5. Finalement7deux entretoises 15 constituées par des tronçons de fer plat sont situées aux deux extrémités des plaques 11, en étant orientées verticalement ou de façon légèrement oblique vers l'extérieur depuis le bord inférieur des plaques 11. Dans l'exemple de réalisation représenté, les entretoises 13, 14, 15 sont soudées aux plaques 11. L'entretoise 14 délimite, avec l'amie 13a de l'entretoise 13 et avec les deux plaques 11, un caisson 16 (voir figure 3) dans lequel est emprisonnée l'rame 9b de l'étrier 9 du collier 8, de telle manière que les branches filetées 9a de cet étrier 9 soient tournées vers le bas pour recevoir la bride 7 serrée à l'aide des écrous 10. Les deux entretoises 15 ménagent, avec les deux plaques Il et avec les ailes 13b de l'entretoise 13 > de part et d'autre du cintre > un passage 17 pour les boulons d'ancrage 2 dont les écrous 13 portant contre le bord inférieur de la partie 6 du carcan 3 permettent de serrer ladite partie 6 du carcan contre le terrain 1. L'échancrure 12 découpée dans les deux plaques 11, symétriquement par rapport a l'axe médian vertical des plaques Il > comprend deux parties 19 s'étendant verticalement vers le haut depuis le bord inférieur desdites plaques et séparés ltune de l'awtre d'une distance quelque peu inférieure à la longueur de la bride 7 du collier 8, ladite bride 7 venant s'encastrer par ses deux extrémités arrondies 7a entre lesdites parties verticales 19 de l'échancrure 12 des deux plaques Il (voir figure 2). Les parties verticales 19 sont prolongées vers le haut sur une hauteur telle que le mouvement de la bride 7 vers le haut en direction de l'étrier 9 du collier 8, ne soit pas gené par les plaques 11.Au-dessus des parties verticales 19, l'échancrure 12 comporte, de part et d'autre de l'axe médian vertical des plaques Il, une partie 20 faisant saillie de façon sensiblement horizontale, à la manière d'un nez, vers l'intérieur entre les rebords 4a et 5a des deux éIéments de profilé 4,5, le bord supérieur de cette partie 20 se trouvant à une distance en dessous du plan de la face supérieure de l'entretoise 14 qui correspond sensiblement à la hauteur du rebord 4a de l'élément de profilé 4.Au-dessus de la partie 20 en forme de nez, l'échancrure 12 est prolongée vers le haut, jusqu'au-dessus du plan de la face supérieure de l'en- tretoise 14, et vers l'extérieur par une partie 21 ayant un contours correspondant sensiblement à celui du rebord 4a de l'élément de profilé 4, de sorte que ledit rebord 4a puisse être engagé avec du jeu dans cette partie 21. Finalement, l'échancrure 12 se termine vers l'axe médian vertical des plaques ll par une partie 22 plus basse, qui vient s'emboîter dans l'6lément de profilé 4 et à laquelle est fixée l'entretoise 14 pénétrant ainsi dans l'élément de profilé 4. Les parties verticales 19 de l'échancrure 12 servent au guidage de la bride 7 du collier 8 par rapport à la partie 6 du carcan 3 située à l'extrados du cintre. Les parties 20 en forme de nez ont pour fonction de retenir l'élément de profilé 4 par rapport à la partie 6 du carcan 3, même après l'enlèvement de la bride 7. Un tel cas se présente lorsque, couve cela est décrit dans la demande de brevet français nO 74 05625 déjà citée, l'élément de profilé 5, en l'occurence un élément formant l'un des montants du cintrefdoit être enlevé au passage d'une taille d'un côté de la galerie.Grâce à l'appui des deux rebords 4a de l'élément de profilé 4 sur les parties 20 en forme de nez de l'échancrure 12 des plaques 11, l'élément de profilé 4 reste serré contre le terrain 1, ce qui fait qu'il n'est pas nécessaire de.pré- voir par exemple un étai pour soutenir cet élément de profilé 4 avant qu'il soit, par exemple, appuyé sur le soutènement de la taille. Même en l'absen ce de l'élément de profilé 5, la bride 7 peut être réenfilée sur l'étrier 9 et être serrée à l'aide des écrous 10, enpêchant ainsi avec certitude l'élément de profilé 4 de sortir du carcan 3. Pat ailleurs, en cas due réalIsation du cintre à partir d'éléments de profilé en gouttière susceptibles de s'emboîter avec effet de pincement, commue dans l'exemple représenté, le serrage, par le collier 8, des éléments de profilé emboîtés deux à deux est limité par le fait que les rebords 5a de l'élément de profilé inférieur 5 sur la figure 1 viennent porter ,lors du serrage des écrous 10, contre les bords inférieurs des parties 20 en forme de nez de l'échancrure 12, ce qui limite la résistance au coulissement des éléments de profilé 4,5 l'un par rapport à l'autre. Les parties 21 de l'échancrure 12, qui remontent au-dessus du plan de la face supérieure de l'entretoise 14 sur laquelle s'appuie l'amie 9b de l'étrier 9 du collier 8, assurent que l'élément de profilé 4 se trouve ',serré contre l'ame 9b de l'étrier 9 et non pas contre les plaques 11. Il convient de remarquer que lors de l'assemblage des entretoises 13, 14, 15 avec les plaques ll par soudure, l'étrier 9 du collier 8 doit être placé dans le caisson 16 avant la soudure de l'entretoise 14. Par contre, il est également possible de remplacer l'entretoise 13 constituée d'un fer en U dans l'exemple représenté, par deux cornières dont les ailes horizontales ont une longueur telle qu'elles permettent l'introduction depuis le haut de l'étrier 9 placé par exemple en travers, tout en retenantl'étrier 9 prisonnier en position normale. Une telle variante de la partie 6 du carcan 3 peut également ètre réalisée suivant un autre mode de fabrication que celui décrit ci-dessus, par exemple par moulage d'une seule pièce de la partie 6 du carcan. Bien que le dispositif conforme à l'invention ait été décrit ci-dessus dans son application à des cintres de soutènement de galeries souterraines, il va de soi qu'il peut être utilisé également pour toute autre structure formée par assemblage de profilés, par exemple de profilés rectilignes. Par ailleurs, l'invention n'est nullement limitée à des cintres ou autres structures formés à partir de profilés en gouttière tels que ceux représentés sur le dessin, c'est-à-dire de profilés ayant un profil général en U avec des ailes dont la distance réciproque va en augmentant depuis l'âme du profilé et avec des rebords extérieurs prévus aux extrémités libres des deux ailes, ces profilés étant conformés de manière à pouvoir être embottés deux à deux, avec effet de pincement, sans que leurs rebords n'entrent en contact réciproque. En effet, sans sortir du cadre de l'invention, il est possible de mettre en oeuvre le dispositif conforme à l'invention pour tout autre type de profilés, moyennant quelques modifications dues à la forme particulière de-s profilés. Ainsi, par exemple, lors de l'utilisation de profilés én gouttière à rebords plus hauts, susceptibles de s'embotter deux à deux jusqu'à ce que leurs rebords viennent en contact réciproque, tels que ceux décrit dans la demande de brevet fran çais n" 75 05-625 déj citée, les parties 20 en forme de nez des échancrures 12 des plaques 11 sont supprimées et l'élément de profilé 4 dé la couronne du cintre doit alors, au passage d'une taille, être soutenu par exemple à l'aide d'un étai jusqu'à ce qu'il puisse être appuyé sur le soutènement de la taille. REVENDICATIONS I. Dispositif pour l'ancrage au terrain d'un cintre de soutènement de galeries souterraines, composé de plusieurs éléments de profilé assemblés deux à deux à l'aide de colliers à vis comprenant un étrier, une bride et deux écrous de serrage, chaque fois deux éléments de profilé étant ancrés au terrain dans leur zone d'assemblage réciproque, à l'aide de deux boulons d'ancrage disposés radialement par rapport au cintre de part et d'autre de ce dernier, caractérisé par le fait qu'il comprend, dans le plan d'assemblage, transversal par rapport au cintres de chaque fois deux éléments de profilé à assembler, un carcan métallique amovible par rapport au cintre, reliant lesdits éléments de profilé à la fois entre eux et aux deux boulons d'ancrage. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le carcan comprend une partie située à 1 'extrados du cintre reliant l'étrier du collier aux boulons d'ancrage et d'une partie située a l'intrados du cintre reliant les deux éléments de profilé entre eux et å l'étrier du collier. 3. Dispositif suivant la revendication 2 > caractérisé par le fait que la partie du carcan située a l'extrados du cintre comprend deux plaques parallèles disposées radialement et transversalement par rapport au cintre et maintenues écartées l'une de l'autre par plusieurs entretoises de même longueur délimitant avec les deux plaques d'une part un caisson maintenant prisonnier l'étrier du collier et, d'autre part, un passage pour un boulon d'ancrage de part et d'autre du cintre. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la partie du carcan située à l'intrados du cintre est constituée par la bride du collier. 5. Dispositif suivant llune quelconque des revendications précéden tes > pour l'ancrage d'un cintre de soutènement composé de plusieurs éléments de profilésen gouttière, ayant un profil général en U, lesdits éléments de profilé étant assemblés deux à deux par emboîtement et serrage à l'aide de colliers à vis, caractérisé par le fait que les deux plaques de la partie du carcan situées à l'extrados du cintre sont échancrées depuis l'intrados, de part et d'autre de l'entretoise qui délimite vers l'intrados du cintre le caisson maintenant prisonnier l'étrier du collier, à une profondeur telle que les deux éléments de profilé emboîtés soient serrés par la bride du collier contre l'étrier de ce dernier. 6. Dispositif suivant la revendication 5, pour l'ancrage d'un cintré de soutènement composé de plusieurs éIéments de profilés en gouttières du type a emboîtement avec pincement, comportant des rebords extérieurs aux extrémités libres de leursdeux ailes, caractérisé par le fait que les deux plaques de la partie du carcan situées à l'extrados du cintre sont échancrées depuis l'intrados de manière qu'une partie faisant saillie à la manière d'un nez vers l'intérieur pénètre, de chaque côté des deux éléments de profilé emboltés, entre les rebords desdits éléments. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les deux extrémités de la bride du collier sont arrondies et que les deux plaques de la partie du carcan situées à l'extrados du cintre sont échancrées depuis le bord inférieur verticalement vers le haut, les deux parties verticales de l'échancrure de chacune des deux plaques étant séparées l'une de l'autre d'une distance quelque peu inférieure a la longueur de la bride du collier, de façon que les extrémités arrondies de ladite bride viennent s'encastrer entre lesdites parties verticales des échancrures des deux plaques