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Die gotische Ostanlage besteht aus einer quadratischen Vierung, zwei nördlich und südlich anschließenden quadratischen Querhausarmen und einem rechteckigen Chorjoch, das mit einer polygonalen Hauptapsis schließt. In den Zwickeln zwischen den beiden Armen des Querhauses und dem Chorjoch finden sich Nebenchöre. An der Nordseite ist zwischen Querhaus und Nebenchor ein Treppenturm zur Erschließung des Dachraums und des Vierungsturmes angefügt. Zwischen Hauptchor und südlichem Nebenchor befindet sich eine Sakristei. Die gotische Ostanlage wurden mit Rippengewölben ausgestattet. Zur Stabilisierung dienen die außen anschließenden Strebepfeiler. Die Ostanlage der Oppenheimer Katharinenkirche ist stilistisch eng mit den Bauten der lothringischen und rheinischen Gotik verwandt. Diagonal gestellte Nebenchöre finden sich an folgenden Vergleichsbauten: St. Yved in Braine (Weihe 1216), St. Martin in Ypern (Baubeginn 1221), Liebfrauen in Trier (um 1235/40), St. Viktor in Xanten (Baubeginn 1263, die Pfarrkirche von Ahrweiler (Baubeginn 1269) und schließlich die Schloßkirche in Pforzheim (ca. 1275-1300).