北京天安门已有数百年历史了，历经沧桑，为维护它本身所具有的特殊政治意义，近百年来曾经过多次修缮。1949年以后，这座古老的广场就经历了三次大规模的修改、扩建工程，其中一次是在1958年，当时，毛泽东也曾亲自介入对工程的规划与设计。
军民全动员整修广场
1949年3月，中共主政北平（后来改称“北京”），成立了人民政府。当时，政府为了改造旧北平、建设新北京，动员军民清除了前进道路上的各类障碍物。5月份，政府又成立了“都市计划委员会”。从此，北京城开始步人城市建设的轨道。
为了迎接开国大典，在1949年8月9日至14日召开的第一届北平市各界代表会议上，作出了整修天安门和天安门广场的计划，要求这项工程务必在9月份完成，以便举行开国大典。为完成目标，北京政府号召军队与民众共同加入整修工作。
当时的天安门前还不是如今的空阔广场，它还保持着皇城大门到前门的“瓮城”形态。不过“瓮城”东、西两座门两侧的红墙已被拆除了部分，一条环城的有轨电车线经天安门而过，这都是辛亥革命消除帝制后，北洋政府时期由朱启钤主持北京市政改造的结果。
毛泽东规划广场的尺度
中共建政之初的几年间，天安门广场虽然进行了多次清整，但是广场还处在三面红墙的包围之中，面积狭小，视野局促，有碍于人民群众在天安门广场举行游行集会等大型活动，于是，对天安门广场的继承和改造也被提到了议事日程上来。
1958年夏天，中共中央政治局扩大会议决定要在北京进行“十大工程”（亦称国庆工程）的规划设计工作，在短短的一个多月内完成了十大工程的规划设计，在十个月左右的时间内完成了十大工程的建设，重中之重是天安门广场规划和人民大会堂的建设。
事实上，对于这类政治内含浓郁的广场和建筑，其构建规模和仪范形貌设计方案筛选采纳的决断，自然要由党和国家的高层拍板，涉事与闻者有限，因此，也导致海内外对天安门广场规划和人民大会堂设计多有谣传，例如称上述两项工程是出自苏联专家之手。但据亲历过此事的人陶宗震（1958年调入北京市规划管理局，直接参与天安门广场的整体规划设计工作）介绍，工程是在中央的直接领导下完成的。
据《历史学家茶座》总第5辑（由陶宗震口述）描述，整个“国庆工程”及广场规划工作是在周恩来总理、国务院副秘书长齐燕铭等中央领导直接关注下，在北京市委刘仁、万里，市首都规划委员会及市规划管理局、设计院的佟铮、冯佩之、李正冠、沈勃等具体领导者层层负责下进行的。广场规划设计以及“国庆工程”应征方案汇集后，向上汇报，向下传达领导指示，都由市规划管理局技术室主任赵冬日、总图室副主任沈其负责。
规划设计的具体内容主要是根据中央、市、局等领导的要求，划定广场红线；广场红线内的道路、绿化、市政设施以及路面、灯具等的布置、布局和设计由陶宗震负责。而直接向陶宗震布置规划设计任务的是沈其，她当时交待：天安门广场红线宽度为500米（即长安左门至长安右门的距离），广场的深度为800余米（比例约为5比8，与“黄金比率”几近相合），人民大会堂北墙与对面中山公园南墙间红线为180米。
后来，陶宗震得知，在这些数据中，有些尺度是经过毛泽东亲自确定的，所以，广场规划几经变异，但红线始终没动，红线内的总面积为四十余公顷。
对于天安门广场的改建，毛泽东在当时的扩大会议中就曾指示：（改建工程）要反映出中国历史悠久，地大物博，人口众多的特点，气魄要大，要使天安门广场成为庄严宏伟，能容纳一百万人集会的世界上最大的广场。
天安门广场须适应战备需要
有一天，佟铮带来一位指挥过节日游行检阅的解放军军官，名叫辛毅。辛毅对天安门广场规划提了三点要求：一、天安门广场及东西长安街要求无轨无线；二、要考虑路面经得起60吨坦克的行驶；三、道路及广场要求“一块板”，以便于游行集会。
根据上述要求，西单、六部口之间的古建筑双塔，经过天安门的有轨电车轨道要拆掉，今后也不设无轨电车。长安街不设架空线路，原来架空的线路改走地下，因此，规划建设了北京第一条地下管线走廊。
许多年以后，陶宗震才得知，上级提出这些要求原来还有一重考虑，那就是为了战备需要，紧急时刻能在长安街上起降飞机。中共中央的这番要求显然是出于当时世界政治格局随时可能出现变动的考虑。
改建工程如期完成
经过一番遴选，1958年12月底，中共中央政治局正式开会讨论国庆工程，毛泽东、刘少奇、朱德、邓小平等出席，周恩来亲自介绍天安门广场的规划设计情况，会议通过了综合设计方案。
这个方案的主要内容是：天安门广场是一个庄严雄伟的政治性广场；保留正阳门和箭楼，拆除中华门，其东西两侧分列革命博物馆、历史博物馆和人民大会堂，其形制、体量和高度，既取决于建筑物本身的需要，也要与广场的整体性，乃至旧有的古建筑相协调；广场面积初步定为四十公项（东西宽500米，南北长850米），略呈长方形。这项改建工程在1929年9月竣工，所用的时间为十个月。
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