Brevet FR2604743A1 — publié le 19880408

ELEMENT DE LIAISON POUR SUPPORT EN TREILLIS D'OUVRAGES SOUTERRAINS, ET SUPPORT A TROIS MEMBRURES MUNI DE TELS ELEMENTS La présente invention se rapporte à un élément de liaison équipant un support en treillis pour le soutènement de gale- ries souterraines et de puits, en particulier un support en treillis comprenant trois membrures parallèles parmi lesquel- les deux membrures de base présentent un diamètre plus faible que celui de la membrure de sommet, l'élément de liaison étant à chaque fois relié mécaniquement aux membrures du côté inté- rieur du triangle délimité par ces membrures. L'invention concerne également un support à trois mem- brures muni d'éléments de liaison de ce type. Lors de la construction d'ouvrages souterrains, on im- plante après le creusement, pour soutenir la voûte, des étais de voussure grâce auxquels le libre passage est garanti, et qui sont ensuite bétonnés. Du fait de l'utilisation du béton projeté, on emploie de plus en plus des supports en treillis car, à l'inverse des supports en I ou en U, ils ne présentent aucune ombre de projection et autorisent par conséquent un revêtement en béton régulier. De tels supports en treillis sont connus, par exemple, d'après le brevet EP-B-73 733. L'inconvénient affectant ces supports en treillis consis- te en ce que les éléments de liaison doivent être davantage rapprochés les uns des autres pour accroître la résistance au flambage, de sorte que, dans le cas extrême, ils se tou- chent sans aucun espacement. Cependant un accroissement de la capacité de charge n'est possible que moyennant une plus grande résistance au flambage. Or, lorsque les éléments de liaison sont en juxtaposition étroite, les zones de soudage sont éga]ement proches les unes des autres. Les soudures peuvent exercer une influence sur la structure de l'assembla- ge en acier, de sorte que des zones de fragilité relativement proches les unes des autres peuvent apparaître dans les mem- brures. Cela affaiblit un support en treillis. L'invention a par conséquent pour objet de fournir un élément de liaison conférant une robustesse tant sur la lon- gueur de flambage que par l'intermédiaire d'un renfort simple, et sans rapprocher les unes des autres les zones de soudage. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que l'élément comporte au moins deux organes d'espace- ment formant respectivement un triangle. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'inven- tion: - tous les organes d'espacement se trouvent avantageuse- ment dans des plans perpendiculaires à toutes les membrures au nombre de trois; - deux organes respectifs d'espacement peuvent être agencés en une paire, une pièce intégrée ou baguette de ren- fort, pliée selon un certain angle au centre entre les mem- brures de base, étant commodément fixée aux organes d'espace- ment par les extrémités de ses branches, et à la membrure de sommet par son sommet; - deux organes respectifs d'espacement peuvent être dis- posés dans des plans qui sont inclinés dans des directions opposées par rapport au plan de base délimité par les axes des membrures de base; - les deux plans de ces organes d'espacement peuvent couper le plan de base selon des angles identiques et oppo- sés, ou couper la membrure de sommet au moins approximative- ment en un même point; - les deux organes d'espacement sont avantageusement re- liés l'un à l'autre d'un seul tenant par leurs parties si- tuées sur la membrure de sommet; et - ces organes d'espacement peuvent être formés par une baguette en acier à béton, leurs extrémités pouvant être so- lidarisées en une seule pièce dans une zone située entre les membrures de base. Un support à trois membrures muni d'éléments de liaison conformes à l'invention est caractérisé par le fait que la distance entre des éléments de liaison associés est déter- minée en fonction de la longueur de flambage. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue en perspective d'un support à trois membrures équipé d'un élément de liaison selon une pre- mière forme de réalisation; la figure 2 est une illustration analogue à la figure 1, montrant un support à trois membrures équipé d'un élément de liaison selon une seconde forme de réalisation; et la figure 3 illustre, par une représentation analogue aux figures 1 et 2, un support à trois membrures muni d'une combinaison des éléments de liaison précités. Trois membrures 1, 2 et 3 délimitent, dans l'espace, les arêtes d'un prisme à trois côtés. Les deux membrures de base i et 2 ont un diamètre plus faible que celui de la membrure de sommet 3. Au stade de l'implantation, cette membrure 3 peut être tournée vers la roche et les deux membrures de base 1, 2 peuvent être disposées vers l'intérieur, si bien que la membrure 3 est sollicitée à la traction et à la pression et que les deux membrures de base sont également sollicitees, d'une manière correspondante, à la pression et à la traction. Le mode d'installation inverse est également possible. De la sorte, moyennant un dimensionnement adéquat, des supports à trois membrures peuvent être mis en oeuvre dans différents ouvrages souterrains. Un rôle important est joué par les éléments de liaison car, grâce à ces éléments, il s'opère d'une part une transmission de force entre les trois membru- res, ce qui, d'autre part, détermine fermement la longueur de flambage de l'ensemble. Selon une première forme de réalisation d'après la figu- re 1, un élément de liaison 4 est constitué par deux organes d'espacement 10, 20 de réalisation triangulaire, qui sont re- liés rigidement aux membrures 1, 2, 3 par l'intermédiaire de trois zones de soudage 15, 16, 17 et 25, 26, 27, respective- ment. Des baguettes respectives 12, 13 et 22, 23 des organes d'espacement 10, 20, pliées en un triangle, sont solidarisées par soudage en des zones 14, 24 situées au centre entre les membrures de base 1, 2. Des considérations d'ordre statique permettent de constater que ces parties 11, 21 formées par des baguettes ne transmettent pratiquement aucune force et sont par conséquent exemptes de contraintes. La résistance au flambage d'un tel support peut être accrue en réduisant la longueur de flambage, c'est-à-dire la longueur comprise entre deux zones d'appui. Conformément à l'invention, il convient d'utiliser une pièce intégrée ou baguette de renfort 30. A cette fin, une baguette pliée se- lon un certain angle est soudée par son sommet 34 sur la mem- brure de sommet 3, par l'intermédiaire d'une zone de souda- ge 33. Les extrémités 35, 36 de deux branches 31, 32 de la- dite baguette sont soudées dans les zones de soudage 14, 24 des parties 11, 21 formées par des baguettes, c'est-à-dire au centre entre les membrures de base 1, 2. Ainsi, chaque élément de liaison compte sept zones de soudage aux membru- res 1, 2, 3. Un élément de liaison voisin 4' peut être placé à une distance de l'élément de liaison 4 correspondant à Fa résis- tance au flambage prolongée. Il convient alors de considérer trois différences essentielles: 1. L'élément de liaison voisin 4' est éloigné de la même dis- tance que la distance comprise entre les organes d'espa- cement 10, 20 de l'élément de liaison 4. De ce fait, une baguette de renfort supplémentaire 30 peut encore être intercalée entre les deux éléments voisins 4, 4'. 2. L'élément de liaison voisin 4' se raccorde sans aucun espacement à l'élément 4 qui le précède. Il en résulte une longueur de flambage minimale, et trois zones de soudage sont respectivement communesaux deux éléments 4, 4'. 3. L'élément de liaison voisin est éloigné d'une distance plus grande que sa longueur propre. Les zones de soudage situées sur les membrures 1, 2, 3 se trouvent à une dis- tance mutuelle qui est à peine en mesure d'influencer la robustesse de ces membrures. Dans un second exemple de réalisation d'un élément de liaison 5 selon la figure 2, les deux organes d'espacement sont relégués, par des baguettes 41, 42, 51, 52 et 45, 44, 55, 54, au moins approximativement dans des plans décrivant, par rapport aux membrures 1, 2, 3, sensiblement les mêmes angles que la baguette de renfort 30 de l'exemple décrit ci- avant. Cet élément se compose d'une moitié antérieure 50 comprenant des baguettes 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, et d'une moitié postérieure 40 comprenant des baguettes 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47. Les deux moitiés ou organes d'espacement 40, ont une forme identique et ils sont soudés centralement entre les membrures de base 1, 2 dans des zones de soudage 61, 62, c'est-à-dire dans des zones qui, comme mentionné, ne sont presque pas soumises à des contraintes. Les deux moi- tiés sont reliées à la membrure de sommet 3 en une zone de soudage commune 60. Dans un tel exemple de réalisation de l'élément de liaison 5 également, il est aisément possible de faire varier la longueur de flambage. Dans le cas extrême, des éléments de liaison voisins 5, 5' peuvent se toucher, si bien que deux zones de soudage 46', 47, 56', 57 coïncident en perma- nence. La troisième forme de réalisation selon la figure 3 est une combinaison des deux formes de réalisation susdécrites à l'appui des figures i et 2, du fait que les deux organes d'espacement 10, 20 selon la figure 1 sont utilisés en plus de l'élément de liaison 5 d'après la figure 2. En d'autres termes, la baguette de renfort 30 de la figure i est rempla- cée par l'élément de liaison 5. Lorsque, dans une telle forme de réalisation, on choi- sit l'agencement selon 1), il serait par exemple possible d'incorporer par soudage, entre deux éléments de liaison 5, ' successifs, seulement une baguette de renfort 30 d'après la figure 1. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'élément et au support décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Elément de liaison équipant un support en treillis pour le soutènement de galeries souterraines et de puits, en particulier un support en treillis comprenant trois mem- brures parallèles parmi lesquelles deux membrures de base (1, 2) présentent un diamètre plus faible que celui de la membrure de sommet (3), l'élément de liaison (4; 5) étant à chaque fois relié mécaniquement aux membrures (1, 2, 3) du côté intérieur du triangle délimité par ces membrures, élément caractérisé par au moins deux organes d'espacement (10, 20; 40, 50) formant respectivement un triangle. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé par le fait que tous les organes d'espacement (10, 20) se trouvent dans des plans perpendiculaires à toutes les membrures (1, 2, 3) au nombre de trois. 3. Elément selon la revendication 2, caractérisé par le fait que deux organes respectifs d'espacement (10, 20) sont agencés en une paire; et parle fait qu'une pièce intégrée ou baguette de renfort (30), pliée selon un certain angle au centre entre les membrures de base (1, 2), est fixée aux organes d'espacement (10, 20) par les extrémités (35, 36) de ses branches, et à la membrure de sommet (3) par son som- met (34). 4. Elément selon la revendication 1, caractérisé par le fait que deux organes respectifs d'espacement (40, 50) sont disposés dans des plans qui sont inclinés dans des directions opposées par rapport au plan de base délimité par les axes des membrures de base (1, 2). 5. Elément selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les deux plans des organes d'espacement coupent le plan de base selon des angles identiques et opposés. 6. Elément selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les deux plans des organes d'espacement coupent la membrure de sommet (3) au moins approximativement en un même point (60). 7. Elément selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les deux organes d'espacement (40, 50) sont reliés l'un à l'autre d'un seul tenant par leurs parties (43, 53) situées sur la membrure de sommet (3). 8. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les organes d'espacement (40, 50) sont formés par une baguette en acier à béton; et par le fait que leurs extrémités sont solidarisées en une seu- le pièce dans une zone située entre les membrures de base (1, 2). 9. Support à trois membrures muni d'éléments de liaison selon la revendication 1, support caractérisé par le fait que la distance entre des éléments de liaison associés (4, 4'; , 5') est déterminée en fonction de la longueur de flambage.