Projekt 14870/01

Schwingungsmessungen zur Überprüfung der Auswirkungen von Umweltbelastungen und Nutzungsverhalten nach Sanierungsmaßnahmen am Brandenburger Dom (Brandenburg)

Projektdurchführung

Domstift Brandenburg
Jebensstr. 3
10623 Berlin

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die bisher durchgeführten Schwingungsuntersuchungen haben wesentliche dynamische Eigenschaften der Domkirche vor der Durchführung der Sanierungsarbeiten erfaßt. Nach erfolgter Stabilisierung haben sich zwangsläufig die bisherigen dynamischen Eigenschaften der Bauwerksteile des Domes und ihre Reaktion auf Erschütterungen verändert. Es wurden Referenzmessungen durchgeführt und mit den Ergebnissen der vorherigen Messungen verglichen. Dabei werden signifikante Veränderungen im Zustand der Bausubstanz infolge künftiger Einflüsse u.a. mittels Schwingungsmessungen erkennbar gemacht.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie bislang durchgeführten umfassenden Schwingungsmessungen und deren Analyse zeigen, daß die Meßwerte der Einflüsse aus Straßenverkehr, Glockenläuten und natürlicher Unruhe die Anhaltswerte der DIN 4150 Teil 3 nicht überschreiten. Demnach war eine Beeinträchtigung des Gebrauchswertes eines intakten Gebäudes nicht zu erwarten. Die auftretenden Schwingungen waren also nicht ursächlich für die Schäden an der Domkirche verantwortlich, hatten jedoch im Zusammenwirken mit den nunmehr behobenen Bauwerksschäden, Gründungsschwächen und ungünstigen Bodenverhältnissen einen schädigenden Einfluß auf die bereits vorgeschädigten Bereiche der Konstruktion. Die Referenzmessungen erfolgten vor, während und nach Abschluß der Stabilisierungsmaßnahmen am Dom in den jeweiligen Bauteilen (Turm, Langhaus und Apsis/Chor).

Die genaue Beschreibung des Meßprofils und der verwendeten Sensorik entnehmen Sie bitte den Dokumentationsunterlagen.


Ergebnisse und Diskussion

Nordturm (Messung nach erfolgter Nachgründung des Turmes im Feb. 99): Zwischenzeitlich vorgenommene Veränderungen an den Bauteilen:

1.) Nachgründungen der Turmfundamente und Turmstrebepfeiler und
2.) Sicherung und Sanierung der Gewölberippen und -risse im Westbau und den anschließenden
Bauteilen des Langhauses.

Aufgrund der Vergleichsmöglichkeiten der Messungen kann festgestellt werden:
Die Turmeigenfrequenz für Biege-/Kippschwingungen und Torsion wurde um bis zu 7% angehoben. Die Dämpfung der Turmschwingung wurde nahezu verdoppelt. Diese Ergebnisse haben zu einer Reduzierung der max. Turmantworten um ca. 43% des Ursprungwertes geführt. Damit konnten die (unveränderten) Glockenfrequenzen unterhalb des kritischen Bereiches gedrückt werden.

Langhaus:
1.) Nachgründungen an den westlichen Arkadenpfeilern und der Außenwandpfeiler,
2.) Nachgründungen an den Stützen der Orgelempore,
3.) Stabilisierung des Mauerwerks der Arkadenpfeiler durch Injektagen,
4.) Sicherung und Sanierung der Gewölberippen und -risse,
5.) Instandsetzung der Dachkonstruktion.

Aufgrund der Vergleichsmöglichkeiten der Messungen kann festgestellt werden:
Die Bauwerkssteifigkeit wurde nachweislich erhöht. Die (unveränderte) Anregung durch die Glocken zeigt bei allen Meßpunkten eine Erhöhung der Schwingungsantworten. Die Maximalwerte der Erschütterungen wurden in Längs- und Querrichtung um bis zu 36 % reduziert. Die meßbaren Relativverschiebungen der Obergadenwände wurden um bis zu 67% reduziert.

Apsis:
1.) Nachgründungen an den Strebepfeilern und dem Treppenturm des Südquerhauses,
2.) Stabilisierung des Sockelmauerwerks durch Injektagen und Betonbalken,
3.) Sicherungen und Erneuerungen der Strebepfeilerköpfe und -abdeckungen,
4.) Instandsetzung der Dachkonstruktion und
5.) Sicherung und Sanierung der Gewölberippen und-risse.

Aufgrund der Vergleichsmöglichkeiten der Messungen kann festgestellt werden:
Die Bauwerkssteifigkeit wurde nachweislich erhöht. Dadurch wurden die Eigenfrequenzen der Bauwerksteile angehoben. Die Übertragungswirkung wurde in allen Frequenzbereichen deutlich erhöht. Die Anhaltswerte der DIN 4150-3 für denkmalgeschützte Bauwerke werden deutlich unterschritten.

Die Meßergebnisse im Einzelnen sind im Abschlußbericht ausführlich erläutert.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Der vorgelegte Bericht wird in die systematische Dokumentation der Baumaßnahmen eingebunden. Weitere Veröffentlichungen sind z.Z. nicht geplant.


Fazit

Es kann festgestellt werden, daß die durchgeführten Sanierungsarbeiten in allen untersuchten Bereichen deutliche Änderungen der dynamischen Parameter bewirkten. Dies verdeutlicht grundsätzlich die Wirkung der durchgeführten Sanierungsmaßnahmen und belegt die Zweckmäßigkeit der durchgeführten Untersuchungen. Insgesamt haben die Sanierungsmaßnahmen nach den vorgelegten Meß- und Analyseergebnissen zu einer nachweisbaren, nachhaltigen Stabilisierung der Bausubstanz geführt.