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中国科学技术史稿（修订版） [:1701078178]
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四 都市建设和桥梁工程
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隋唐时期的建筑，在秦汉以来建筑技术发展的基础上，形成了一个完整的以木结构为主的建筑体系。在都城建设和寺院建筑中，它的特色得到了具体的体现。在桥梁工程方面，驰名中外的石拱桥的建造技术，在这一时期更趋成熟。
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长安城
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隋开皇二年（582年）六月，隋文帝鉴于汉长安城狭小，不能满足当时社会政治、经济发展的需要，即令高颎、宇文恺等人在长安城东南的龙首山南面平原上兴建大兴城。宇文恺是我国古代著名的建筑学家，他一生好学，擅长城市规划和建筑，是隋朝负责营建的高级官员。隋朝时所兴建的大兴城、东都洛阳，开凿的广通渠，修复的鲁班故道和长城等大型土木工程，都是在宇文恺的规划和领导下完成的。他还曾“博考群籍”，“研究众说”，“用一分为一尺”【31】的比例（即1∶100），设计了明堂图样，并做了木制模型。这种使用图纸和模型的设计方法，是我国建筑技术上的一大突破。兴建大兴城的工程虽由高颎挂名总负责，但整个工程中的规划、设计，实际上“皆出于恺”【32】。整个城市设计合理、规整，布局东西对称，里坊区划分明，体现了我国古代城市建设规划的高超水平。
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在城市的设计和兴建中，对于环境美化和给排水问题，宇文恺也花了一番工夫。根据当地的地理环境和河道情况，开凿了三条渠道引水入城，城南有永安渠和清明渠，城东有龙首渠，龙首渠又分为二支渠。三渠分别都经宫苑再注入渭水，渠两岸植有柳树，有诗云“渠柳条条水面齐”【33】，景致十分宜人。
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大兴城位于渭水南岸，西有洋河，东有灞水、泸水，南对终南山，“川原秀丽，卉物滋阜”【34】。大兴城的规模之大及规划之严整，是当时世界上所仅有的。全城由郭城、皇城、宫城构成，面积达84平方千米，相当于明清时所新建的长安城的7倍多。宫城先建，是皇帝居住和执政的地方，位于城中心北部。继建皇城，又称子城，在宫城南面，是中央官署区。郭城最后建，又名罗城，围在宫城和皇城的东、西、南三面。宫城、皇城和郭城都有坚固的城墙围护。宫城的东城宽14米多，其他都宽18米左右，城高10米多。皇城无北墙，东西墙与宫城相接。郭城墙基宽度9～12米左右，墙高6米。郭城外挖有宽9米，深4米的护城壕。郭城里各坊也都建有坊墙，墙基宽约2.5～3米，高3米左右。这些城墙均为夯土版筑，加上壮观的城门和坊门，形成了一个严密的防卫系统。
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图6－5 隋唐长安城布局图
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郭城里有南北并列的大街14条，东西平行的大街11条，把郭城分成108个里坊。道路交通非常方便，整齐有序。一般通过城门的大街都很宽，界于宫城和皇城之间的东西向横街宽达220米以上，中轴线上的南北向主干道朱雀大街宽达150米左右。各条道路的两边开凿有排水沟，路两旁栽植槐树。里坊为方形，四周有坊墙围绕。大坊四面开门，中设十字街；小坊东西两面开门，有一条街。坊内有小巷，称“坊曲”，是平民百姓的居住区。城中置有东西两市，每市占地两坊，是商业、手工业店坊的集中地，全城商店、作坊都设在这里。两市中都设有井字街道，把每市分为9个区，店铺按行业分片布置，沿用古代制度。
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隋大兴城的兴建，是人类改造自然环境的壮举，它不是在长时间形成的都市，也不是盲目扩建而成，而是在短期内按周密规划完成的。自582年6月开始兴建，当年12月就基本完成，第二年3月就迁入使用，前后仅经9个月，建设速度之快是令人惊叹的。由此可见，工程的规划、设计，人力、物力的组织和管理都是相当精细和严谨的。在规划设计和建设施工中，还得考虑地形、水源、交通、军事防御、环境美化、管理以及经济文化等多方面因素，解决一系列复杂的问题。这标志着我国当时经济力量和科学技术的水平。
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唐代的长安城就是在隋大兴城的这个基础上改建而成的。
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唐朝的长安城，又称京师城，是在隋大兴城基础上扩建而成的。东北禁苑内的龙首原高地增建的大明宫，建于贞观八年（634年），取代隋时以大兴殿为中心的旧宫殿区。自龙朔三年（663年）武则天迁大明宫听政后，大明宫成为唐代西京的主要朝会处。大明宫内有宫殿三十多所，是一个庞大的宫殿建筑群。从发掘的遗址看，大明宫可称为唐代宫殿建筑的代表作。其中麟德殿的规模最大，据遗址测定，夯土台基南北长130米、东西宽77米，分上下两层，共高5.7米，基上建有前、中、后三殿，史载大历三年（768年）曾“宴剑南、陈、郑神策军将士三千五百人于三殿”【35】，可见此殿规模之大。开元中（713—741）对秦汉以来的风景区曲江“芙蓉园”进行疏浚整修，使芙蓉园风景更加幽美，“花卉周环，烟水明媚，都人游赏盛于中秋节。江侧菰蒲葱翠，柳荫四合，碧波红蕖，湛然可爱”【36】。为了供皇帝和后妃们的游乐，还专门由大明宫沿郭城东墙修了夹道，全长7970米，版筑的夯土硬度超过郭城。天宝元年（742年），又增开了一条漕渠，分潏水由金光门入城，至西市东街注为潭，以运输南山的薪炭、木材，供应市中。
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隋、唐长安城的规模宏大，唐时人口竟达百万以上，为当时世界上最大的城市。隋、唐长安城的建成，为后世城市建设方面提供了一定的借鉴。
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洛阳城
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自三国、两晋南北朝以降，南方的经济迅速发展，国家的经济重心逐渐南移。隋、唐时期，关中的经济能力已不能满足中央政权的要求，从而越来越多地仰仗江南的粮食和物资。当时的交通已难于满足运输的需要，因而在隋炀帝当政的第二年（605年）三月，即令杨素、宇文恺等营建东都洛阳，工程于606年正月完成。“徙豫州郭下居人以实之”，并“徙天下富商大贾数万家于东京”【37】。同时开凿大运河，以利漕运，并在洛阳周围、运河两岸兴建大型仓库，贮存粮食和物资。
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洛阳城的规划原则与长安城基本一致，在隋唐两代，它的地位几乎与长安相等，是政治、经济、文化的一个重要中心。
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木结构建筑和砖塔
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魏、晋南北朝以来，佛教盛行，寺院一类建筑到处兴建，因而遗存下来的建筑实物主要是佛寺大殿，它们都是以我国传统的木结构为主要方式建成的。唐代五台山佛光寺东大殿就是一例，它建于大中十一年（857年），是现存唐代建筑中一座规模较大的木结构建筑。佛光寺利用山坡地形布局建成，东大殿建在一个高台上。大殿面阔7间，进深4间，由立柱、斗拱、梁枋组成梁柱式的构架，属唐代中型的佛殿建筑。殿的内外柱列和梁枋互相连结，组成一个稳固的整体，并以柱的“侧脚”加强构架和榫卯结合。殿的外檐斗拱使用下昂和横拱，形制显得雄壮有力，其中“昂”斗拱起着挑悬和檐部受力平衡的作用。内柱上使用偷心拱上承平阁（小方格式），使殿内整洁明亮。屋檐的翼角翘起以由中心柱向角柱逐渐增高的方法构成，屋顶的“举折”（即曲线轮廓）由各层纵横的大小梁枋和檩条标高的变化形成，出檐深远，采用宏大的斗拱承托，给人以屋顶厚重有力的感觉。它具有一套明确完整的构架体系，反映了唐代木结构建筑技术已达到成熟的程度。
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隋唐两代寺院中曾经建造许多木塔，因历时久远，至今都已不存。现存的这时期的塔只有砖石塔，砖塔规模大，石塔体形小而且数量少。砖塔平面大都呈方形，八角形较少，结构形制采用楼阁式或楼阁与密檐相结合。两种形式都是筒式结构，抗横剪力强，因而抗地震性能良好。塔外壁用砖砌成，各层采用木梁、木楼板，用木梯上下。唐代砖塔简洁质朴，仅在个别塔中有模仿木结构建筑的装饰，例如长安香积寺塔、醴泉香积寺塔、嵩山法王寺塔、蒲城梵彻寺塔等，都是这一时期有名的塔。长安香积寺塔，平面方形，每边9.50米，共13层，底层特高，内设方形塔室，南面开门，上部各层骤然变为低矮，宽度亦由下而上递减。塔身每面3间，砌出槏柱、平柱、角柱以及阑额等。至于一个塔之内部为楼阁式，外部为密檐式的砖塔，首推大理崇圣寺塔，平面方形，内部仍为筒式结构，外部为密檐16层，是我国较高的砖塔之一。
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图6－6 佛光寺大殿
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赵州安济桥
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跨越江河溪谷的桥梁的建造，在我国有着悠久的历史。早在新石器时代，随着人们活动区域的扩大，已用石块在浅河滩上修造过水明桥，或用树干在狭窄的河沟上架设独木桥等。战国时期架空桥梁已在黄河流域和其他的一些地区较普遍地出现。秦始皇时在长安城北建造的中渭桥，“广六丈，南北二百八十步，六十八间，八百五十柱，二百一十二梁”【38】，已是一座规模颇大的多跨梁式桥。拱桥至迟在汉代已有兴造，汉代画像砖上就有一些关于拱桥的形象图案。西晋太康三年（282年），在洛阳宫附近跨七里涧建造的旅人桥，日用七万五千人，历时半年建成，“悉用大石，下圆以通人，可受大舫过也”【39】，说明规模较大的石拱桥建造技术已达相当的水平。此外，根据地形特点而建造的悬索桥，以及由于军事或临时需要而修建的浮桥亦都早有出现。到了隋唐时期，在我国桥梁建筑史上又掀开了新的一页。随着社会经济的繁荣和交通运输的需要，建造了不少桥梁，其中最著名的是赵州安济桥。
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安济桥，俗称赵州桥，建于隋开皇大业间（595—605），跨越在河北赵州（今赵县）洨河之上，是现存最早的大型石拱桥之一。它以首创的敞肩拱结构形式，精美的建筑艺术与施工技巧等项杰出成就，在中外桥梁史上赢得了举世瞩目的地位。