海上测风塔基础的连接节点是为了将桩基、基础结构和测风塔塔架连为整体而设置的关键结构节点。连接节点可大致分为三类：①不同型式桩基与钢筋混凝土承台的连接节点；②预加工成型的基础结构上段与桩基顶部形成的灌浆连接节点，这在单桩基础或桁架式测风塔中较为常用；③焊接节点，通过海上现场施焊将桩基与结构连为整体。因为海上风电场中测风塔数量少杆件数量也少，直接在海上施焊相比灌浆连接以及承台浇筑仍具有相当的可比性。国内个别的海上测风塔工程中采取了复合式的连接节点，比如灌浆与焊接组合形式[17]，这不仅增加了海上施工的操作步骤、工期与造价，还忽视了多种连接节点组合后因刚度的差异导致相互间抗力发挥并不协调，计算分析时应慎重。测风塔基础灌浆连接节点型式如图7-8所示。测风塔基础焊接连接节点型式如图7-9所示。
图7-8 测风塔基础灌浆连接节点型式[18]（单位：mm）
图7-9 测风塔基础焊接连接节点型式[19]
1.桩与承台的连接节点
当采用钢管桩或灌注桩直接与钢筋混凝土承台相连接时，必须保证桩基与承台连接部分满足强度要求和相关构造要求。
灌注桩与承台的连接较为方便，连接节点处应按照7.3.2节桩身强度计算方法验算连接处桩身配筋是否满足要求，承台底面以下3～5倍桩径范围内灌注桩箍筋应加密。竖向上桩嵌入承台的长度不宜小于100mm，桩顶钢筋伸入承台的长度不宜小于40倍主筋直径，伸入承台的桩顶钢筋可采用直筋伸入或喇叭形伸入方式，承台的部分主筋宜穿过桩顶与桩顶钢筋相交。承台边缘与边桩外侧的距离，对直径不大于1m的桩，不宜小于0.5倍桩径并不应小于300mm，对直径大于1m的桩，不宜小于0.4倍桩径并不应小于500mm[13]。
钢管桩与承台之间的连接采用刚接，连接处应能满足抗弯、抗剪和抗轴向力要求。刚接可采用桩顶直接伸入承台内的型式，如图7-10（a）所示；桩顶通过锚固铁件或钢筋伸入承台的型式如图7-10（b）所示；也可采用桩顶伸入与桩顶锚固铁件或钢筋伸入组合的型式，相应的验算项目如表7-8所示。
图7-10 钢管桩与桩帽的连接[13]（单位：mm）
1—承台；2—钢管桩；3—锚固铁件；d—钢管桩桩径
表7-8 桩顶锚固项目[13]
注：1.桩顶直接伸入桩帽或梁内时，桩顶伸入的最小深度大于等于1倍桩径。
2.桩顶通过锚固铁件或钢筋伸入桩帽或横梁内时，桩顶伸入的深度大于等于100mm。
3.当桩受轴向拉力时，桩顶直接伸入桩帽或横梁的部分必要时可焊锚固铁件。
4.采用桩顶伸入与锚固件伸入相结合的型式时，桩顶伸入长度和锚固件伸入长度可根据受力要求和具体结构进行调整。
2.灌浆连接节点
海上测风塔基础结构中灌浆连接节点的型式多样，既可以是大直径单桩与过渡段连接，也可以是导管架等桁架结构与桩基的连接；连接处桩既可以布置成连接段的内部构件，也可以布置成外部构件；连接段既可以设置抗剪键也可以不设置。下面介绍两种常用的灌浆连接节点，分别为单桩连接节点和导管架连接节点。
当测风塔基础采用单桩基础时，过渡段套筒与桩基顶部和灌浆体共同形成连接节点。在弯矩作用下，节点处灌浆体将应力传递给桩壁和套筒壁，进而产生抵抗矩。抵抗矩由4部分作用而生成，包括管壁与灌浆体之间的径向压力、管壁与灌浆体之间的水平剪力、管壁与灌浆体之间的竖向剪力和抗剪键的反力作用。除了上述弯矩作用外，灌浆体也可传递竖向荷载，但考虑到弯矩作用下管壁与灌浆体的脱开效应，保守起见连接节点竖向承载力验算时仅考虑抗剪键的作用，但抗剪键对抵抗弯矩荷载仍然起作用。
单桩基础连接节点如图7-11所示，其中各变量含义如表7-9所示。在荷载作用下抗剪键附近灌浆体容易产生应力集中，连接节点处抗剪键可布置在连接段的中间部位，分布范围为0.5Lg（Lg为有效灌浆长度），连接段两端各Lg/4范围内不应布置抗剪键，如图7-11所示。抗剪键应等间距布置，抗剪键在桩壁和套筒壁上交替间隔分布。连接节点既可以采用桩位于过渡段（套筒）外侧，而过渡段位于内侧的形式，也可以采用桩位于内侧，而过渡段（套筒）结构位于外侧的形式。两者计算方式类似，仅将相关变量互相替换即可，以下以桩位于节点内侧的节点形式为例进行介绍。
图7-11 单桩灌浆连接节点[20]
表7-9 图7-11中各变量的含义
灌浆连接节点各组成部分的分布范围如表7-10所示，节点设计时应确保图7-11中各变量的设计满足这些要求。
表7-10 连接节点各变量分布范围要求[20]
若节点处桩外壁抗剪键数量为n（对应的外侧过渡段抗剪键数量为n+1），由灌浆体和全部抗剪键形成的连接节点单位长度内径向约束刚度keff为
式中 seff——抗剪键有效竖向间距，seff=s-w；
E——节点处钢材的弹性模量；
ν——钢材泊松比，可取0.3；
ψ——设计系数，计算名义最大径向压力时取0.5，计算抗剪键荷载时取1.0。
若荷载效应基本组合得到的节点弯矩设计值为M，连接节点顶部、底部最大的径向接触压力pnom为
式中 μ——摩擦系数，取0.7。
连接节点在弯矩M和竖向力P设计值的综合作用下，作用到全部抗剪键上节点单位长度的竖向力FVShk为
在式（7-126）基础上折算到每个抗剪键上的竖向力FV1Shk为
灌浆连接节点强度应满足
式中 FV1Shk-cap——单个抗剪键能承担的单位长度抗力；
γm——抗力分项系数，取2.0；
fbk——接触面的抗剪强度；
s——抗剪键的中心间距。
接触面的抗剪强度fbk既取决于抗剪键与灌浆体的连接强度，又取决于灌浆体的破坏强度，应取以下两式中的较小值代入式（7-128）进行节点强度验算，即
式中 DP——桩外径，mm；
k——节点径向刚度系数；
fck——灌浆立方体抗压强度（立方体边长75mm），MPa。
式（7-130）中节点径向刚度系数k计算为
式中 Eg——灌浆体弹性模量。
当采用桁架结构（导管架）与桩基进行灌浆连接时，既可以将桩设置在外侧，桁架腿柱设置在内侧形成节点（图7-8），也可以将桩设置在内侧，桁架腿柱外包在桩外侧形成节点。以下以桩设置在外侧，架体腿柱设置在内侧的连接节点型式为例进行介绍，节点型式如图7-12所示，其中各变量名称如表7-11所示。该节点型式需要在节点顶部设置有效的封隔保护措施以避免灌浆体受到波浪水流以及干湿交替等不利作用，从而确保节点强度的长期有效性。
图7-12 桁架腿柱与桩的灌浆连接节点[20]
表7-11 图7-12中各变量的名称(www.xing528.com)
灌浆连接节点各组成部分的分布范围如表7-12所示，节点设计时应确保图7-12中各变量的设计满足这些要求。
表7-12 连接节点各变量分布范围要求[20]
连接节点受到轴力Pad、弯矩M和剪力Q作用，节点验算包含两个方面，一方面验算轴力荷载作用下的强度，另一方面验算弯矩和剪力共同作用下的节点强度。
连接节点处在荷载效应基本组合下的轴力设计值为Pad，连接段单个抗剪键受到的单位长度竖向力FV1Shk为
式中 n——抗剪键数量。
在竖向力作用下，灌浆连接节点强度应满足
式中 FV1Shk-cap——单个抗剪键能承担的单位长度抗力；
γm——抗力分项系数，取2.0；
fbk——接触面的抗剪强度；
s——抗剪键的中心间距。
接触面的抗剪强度fbk既取决于抗剪键与灌浆体的连接强度，又取决于灌浆体的破坏强度，应取以下两式中的较小值代入式（7-134）进行节点强度验算，即
式中 DJL——桁架（导管架）腿柱外径，mm；
k——节点径向刚度系数；
fck——灌浆立方体抗压强度（立方体边长75mm），MPa。
式（7-135）中节点径向刚度系数k计算为
式中 E——节点处钢材的弹性模量；
Eg——灌浆体弹性模量。
若连接节点处的弯矩设计值为M和剪力设计值为Q，桩顶部名义径向接触压力pnom为
式中 m——节点钢材与灌浆体弹模之比，可取18；
krD——腿柱约束刚度；
le——桩弹性长度；
IJL——腿柱管材的惯性矩。
在弯矩和剪力作用下，连接节点强度应满足
在弯矩作用下，节点从顶部往下至le/2长度范围内受到弯矩作用效应最为明显，为了避免抗剪键导致的局部应力集中现象破坏灌浆体，抗剪键布置应从桩顶往下le/2距离处开始布置。在节点处各类型荷载作用下，节点强度应同时满足式（7-134）和式（7-141）的要求方能通过强度验算。
3.焊接连接节点
当桩基与基础结构采用焊接连接方式时，将涉及焊缝强度的验算。主要用的焊缝型式包括对接焊缝和角焊缝。焊缝处杆件的受力可能包括轴力、弯矩和剪力作用，焊缝强度验算时应考虑各分项荷载的组合效应。
在对接接头和T形接头中，垂直于轴心拉力（轴心压力）的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其强度应满足
式中 N——轴力设计值；
lw——焊缝长度；
t——连接件的较小厚度，T形接头中为腹板厚度；
——对接焊缝的抗拉强度设计值；
——对接焊缝的抗压强度设计值。
在对接接头和T形接头中，承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其正应力和剪应力应分别计算。在同时受有较大正应力和剪应力处，应按折算应力进行验算为
式中 τ——焊缝剪应力。
对于直角角焊缝的强度验算，按照受力模式分为两类，一类为拉力、压力和剪力作用，另一类为拉、压、弯、剪组合作用。
对于第一类作用方式，作用力垂直于焊缝长度方向的正面角焊缝应满足
式中 σf——垂直于焊缝长度方向的应力；
he——角焊缝的计算厚度，对于角焊缝为0.7hf，hf为焊脚尺寸；
lw——角焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度减去2hf；
f wf——角焊缝的强度设计值；
βf——正面角焊缝的强度设计值增大系数，可取1.22。
作用力平行于焊缝长度方向的侧面角焊缝应满足
式中 τf——沿焊缝长度方向的剪应力。
对于第二类作用方式，在各种力综合作用下，σf和τf共同作用处应满足
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