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Rettung neugotischer Kirchengewölbe

04.11.2014 - (idw) Leibniz Universität Hannover

Wissenschaftler vermessen und analysieren Schäden an Dachkonstruktionen

Ein aktuelles Projekt der Leibniz Universität könnte einen Durchbruch in der Sicherung und Sanierung von Kirchen aus dem 19. Jahrhundert bringen. Viele neugotische Kirchen in Deutschland und Europa weisen sich ähnelnde Schadensbilder auf. Ein aktuelles Projekt der Leibniz Universität könnte einen Durchbruch in der Sicherung und Sanierung von Kirchen aus dem 19. Jahrhundert bringen. Viele neugotische Kirchen in Deutschland und Europa weisen sich ähnelnde Schadensbilder auf. In der Zeit von etwa 1850 bis zum 1. Weltkrieg stand beim Bau von Kirchen die Einsparung von Kosten stark im Vordergrund. Um die Transportkosten gering zu halten, wurde vorwiegend mit möglichst leichtem Material gearbeitet. Das führt auch heute regelmäßig zu Rissbildungen in Bögen und Dachgewölben.

Um die Deckengewölbe zu sichern, wurden in einigen Gebäuden nachträglich Zuganker oder andere Stahlkonstruktionen eingebaut. Doch wo und wie diese angeordnet werden müssen, um die vorhandenen Kräfte ohne Schäden abzuleiten, war oft unklar. Daher wurden die Anker teilweise auf gut Glück eingesetzt. Das vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur sowie von der ev.-luth. Landeskirche Hannovers geförderte Projekt der Geodäten und Ingenieure der Leibniz Universität soll in Zukunft eine sehr genaue rechnerische Analyse der Gewölbestrukturen und damit gezielte Sanierungsmaßnahmen ermöglichen. Die Zahl der Zuganker könnte so erheblich reduziert werden.

Exemplarisch für viele beschädigte Sakralbauten haben die Wissenschaftler die Christuskirche in Hildesheim ausgewählt. Zunächst hat ein Team des Geodätischen Instituts die gesamte Gewölbestruktur der Kirche mit terrestrischen Laserscannern dreidimensional vermessen. Quer durch die fünf Dachgewölbe wurden Seile gespannt. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter haben angeseilt die Laserscanner installiert. Auf diese Weise konnten wir Materialdicken und Geometrien der Gewölbe millimetergenau erfassen, sagt Prof. Dr.-Ing. Ingo Neumann, Experte für Ingenieurgeodäsie.

Basierend auf den Messpunkt-Koordinaten wurde ein dreidimensionales Modell der Kirche entworfen. Ein Team aus dem Institut für Massivbau um Prof. Dr.-Ing. Steffen Marx und den Gesamtprojektkoordinator Dr.-Ing. habil. Michael Hansen hat daraufhin ein numerisches Rechenmodell erstellt. Als weiterer Forschungspartner hat ein Ingenieurbüro, das sich auf den Bereich der experimentellen Tragsicherheitsbewertung spezialisiert hat, Belastungsversuche an der Kirche in Hildesheim durchgeführt. Dafür wurden die Zuganker genutzt, die bereits vor rund 20 Jahren während einer vorherigen Sanierung installiert worden waren. Die Kirchenstützen wurden mit einer Kraft von bis zu 70 Tonnen zusammengezogen und die entstandenen Verformungen mit einem Lasertracker gemessen. Mit diesem Belastungsversuch konnte das Berechnungsmodell dem realen Tragverhalten angepasst werden.

Bisherige Standardmodelle konnten die bestehenden Rissbildungen nicht erklären, weil die Imperfektionen des Tragwerks nicht erfasst wurden, erläutert Ingo Neumann. Unter Einbezug unserer dreidimensionalen Messung und der numerischen Analysen können die Kraftflüsse und Schadensbilder gut nachvollzogen werden. Die geodätische Vermessung von sanierungsbedürftigen Kirchengewölben, gekoppelt mit räumlichen Berechnungen, soll in Zukunft viel Geld sparen. Eine Messung kann recht kostengünstig angeboten werden und hinterher viele ungezielte, kostenintensive Maßnahmen ersparen.


Hinweis an die Redaktion:
Für weitere Informationen steht Prof. D.-Ing. Ingo Neumann, Geodätisches Institut, unter Telefon +49 511 762 2461 oder 2462 beziehungsweise per E-Mail unter neumann@gih.uni-hannover.de gern zur Verfügung.
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