本發明屬于建筑機械領域，特別是涉及一種與受力狀態相適應的塔機平衡臂結構。技術背景塔式起重機起升機構在平衡臂上安裝的位置需滿足三個條件：一是保證起升機構維護方便；二是起升卷筒軸線到塔頭導繩滑輪的距離能夠保證起升繩在卷筒上整齊纏繞；三是不惡化平衡臂的受力狀態。對于塔式起重機，由于塔頭較矮，平衡臂拉索與平衡臂軸線之間的夾角較小，起升機構很難置于平衡臂拉索下面。若將起升機構置于拉索吊點與平衡重之間，將會惡化平衡臂的受力狀態，需要大幅度地提高平衡臂結構的剛度和強度。若將起升機構放置在平衡重后部，則不利于對起升機構的日常維護。盡管常規上將起升機構放在拉索吊點與平衡重之間惡化平衡臂結構的受力狀態，但這種布置方式仍然是最佳位置選擇。

技術實現要素：
針對上述存在的技術問題，解決了塔機平衡臂上起升機構和平衡重的安裝位置處理與主肢加強兩個重要方面的問題，滿足大部分平衡臂設計要求，本發明提供了一種用于塔式起重機的與受力狀態相適應的塔機平衡臂結構，其結構主肢截面形狀與所受彎矩狀態相符，減少了材料浪費，且平衡臂各關鍵點位置可以根據塔機的實際設計需求進行適當調整，方便起升機構的安裝，在滿足使用要求的同時還能降低總體成本。為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種與受力狀態相適應的塔機平衡臂結構，包括平衡重、平衡臂、拉索和起升機構，平衡重設置于平衡臂自由端，所述起升機構設置于平衡重與拉索吊點之間，位于平衡臂主肢加強段的上方；所述拉索一端通過銷軸與主肢加強段鉸接，拉索另一端和平衡臂臂根均鉸接于回轉機構或塔頭；所述主肢未加強段與主肢加強段截面慣性矩分別為I1、I2，其比值表達式為：其中：I1為主肢未加強段截面慣性矩，I2為主肢加強段截面慣性矩，H為H型鋼的高度，t2為H型鋼翼緣板的厚度。進一步地，所述平衡臂是由H型鋼焊接構成的長框架結構，框架內帶有多節加強筋，位于平衡重與拉索吊點之間的為平衡臂的主肢加強段，是由1.5節H 型鋼焊接形成截面為“王”字型的結構。進一步地，所述主肢加強段的底板下端面焊接有加強板，使得主肢加強段總截面形心線調整至與其水平中心線相重合的位置，該加強板厚度的值t3表達式為：其中：I3主肢加強段截面中心線以上部分相對于中心線的慣性矩，I4主肢加強段截面中心線以下不含加強板的部分相對于中心線的慣性矩，b為加強板寬度。進一步地，所述平衡臂和拉索為單節或多節結構，多節結構時，相鄰兩節通過耳板和銷軸連接。本發明具有如下優點：1.在塔式起重機設計時采用本發明，能夠保證起升機構維護方便。能夠使起升卷筒軸線到塔頭導繩滑輪的距離足夠保證起升繩在卷筒上整齊纏繞。2.本發明中位于平衡重與拉索吊點之間的為平衡臂的主肢加強段，使得平衡臂主肢截面形式與其所受載荷變化總體一致，有助于節省材料。其中平衡臂主肢加強段由1.5節H型鋼重疊焊接而成，有利于節省材料。本發明給出了主肢加強段與未加強段慣性矩的關系式，能清晰地判斷出主肢慣性矩的變化量，且其表達式適用于類似主肢截面變化的慣性矩計算。3.本發明中主肢加強段在經過優化選擇后，給出了使得主肢加強段上、下端面受力能力基本相等時，主肢加強段底板下方所需加強板的厚度計算表達式：加強后減少了主肢的最大彎矩，有助于材料利用率的提高。4.本發明中塔機平衡臂結構在保證各關鍵點相對位置不變的情況下，其各個參數位置和載荷值均可調整，能夠滿足塔機實際工作的要求。本發明中平衡臂各個結構構件之間均采用銷軸連接，方便拆裝。5.本發明經過對平衡臂結構進行了局部調整，通過提升起升機構安放位置的高度，實現了少量增加主肢的材料就能改善其受力狀態的目的，解決了塔機平衡臂上起升機構和平衡重的安裝位置處理與主肢加強兩個重要方面的問題。附圖說明圖1為本發明的結構示意圖。圖2為平衡臂結構示意圖。圖3為圖2的俯視圖。圖4為圖2中平衡臂Ⅰ的結構示意圖。圖5為圖4的俯視圖。圖6為圖2中平衡臂Ⅱ的結構示意圖。圖7為圖6的俯視圖。圖8為圖2中拉桿Ⅰ的結構示意圖。圖9為圖8的俯視圖。圖10為圖2中拉桿Ⅱ的結構示意圖。圖11為圖10的俯視圖。圖12為圖1中平衡臂的力學結構簡圖。圖13為本發明中主肢Ⅰ、主肢Ⅱ的H型鋼截面圖。圖14為本發明中主肢加強段截面圖。圖中：1.平衡重；2.起升機構；3.平衡臂；4.塔頭；5.平衡臂Ⅰ；6.拉桿Ⅰ；7.平衡臂Ⅱ；8.拉桿Ⅱ；9.耳板Ⅰ；10.槽鋼Ⅰ；11.主肢Ⅰ；12.角鋼Ⅰ；13.角鋼Ⅱ；14.耳板Ⅱ；15.主肢Ⅱ；16.耳板Ⅲ；17.耳板Ⅳ；18.耳板Ⅴ；19.槽鋼Ⅱ；20.橫梁；21.角鋼Ⅲ；22.角鋼Ⅳ；23.耳板Ⅵ；24.圓鋼Ⅰ；25.耳板Ⅶ；26.耳板Ⅷ；27.圓鋼Ⅱ；28.耳板Ⅸ；29.銷軸Ⅰ；30.銷軸Ⅱ；31.銷軸Ⅲ；32.銷軸Ⅳ；33.銷軸Ⅴ；34.銷軸Ⅵ，35.拉索，36.主肢加強段，37.加強板。具體實施方式為加深對本發明的理解，下面結合實施例和附圖對本發明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。實施例：如圖1所示，本發明包括一套完整的塔機平衡臂結構，能滿足塔機基本使用要求。所述平衡臂結構包括平衡重1、平衡臂3和起升機構2，平衡重1設置于平衡臂3自由端，所述起升機構2設置于平衡重1與拉索35吊點之間，位于平衡臂3上方的主肢加強段36；所述拉索35一端通過銷軸與主肢加強段36鉸接，拉索35另一端和平衡臂3的臂根均鉸接于回轉機構或塔頭4；所述主肢未加強段與主肢加強段36截面慣性矩分別為I1、I2，其比值表達式為：其中：I1為主肢未加強段截面慣性矩，I2為主肢加強段截面慣性矩，H為H型鋼的高度，t2為H型鋼翼緣板的厚度。如圖1所示，平衡臂3與塔頭4鉸接于銷軸Ⅰ29和銷軸Ⅱ30，約束平衡臂3的自由度。如圖2-圖7所示，本例所述平衡臂3由平衡臂Ⅰ5和平衡臂Ⅱ7通過銷軸Ⅴ33連接構成。平衡臂Ⅰ5和平衡臂Ⅱ7均是由H型鋼焊接構成的長框架結構，框架結構內帶有多節加強筋，位于平衡重1與拉索35吊點之間的為平衡臂Ⅱ7的主肢加強段36，是由1.5節H型鋼焊接形成截面為“王”字型的結構，如圖14所示。如圖4、圖5所示，所述平衡臂Ⅰ5由耳板Ⅰ9、槽鋼Ⅰ10、主肢Ⅰ11、角鋼Ⅰ12、角鋼Ⅱ13和耳板Ⅱ14組成。如圖6、圖7所示，所述平衡臂Ⅱ7包含主肢Ⅱ15、耳板Ⅲ16、耳板Ⅳ17、耳板Ⅴ18、槽鋼Ⅱ19、橫梁20、角鋼Ⅲ21、角鋼Ⅳ22；所述拉桿Ⅰ6由耳板Ⅵ23、圓鋼Ⅰ24和耳板Ⅶ25組成；所述拉桿Ⅱ8由耳板Ⅷ、圓鋼Ⅱ27和耳板Ⅸ28組成。如圖1所示，起升機構2與平衡臂Ⅰ5和拉桿Ⅰ6分別通過銷軸Ⅲ31和銷軸Ⅳ32鉸接。采用銷軸連接，方便拆裝。為使得平衡臂主肢加強段截面上、下端面受力能力相同，爭取材料的最大利用率，在主肢加強段底板下方焊接有加強板37，使得主肢加強段36總截面形心線調整至與其水平中心線相重合的位置，該加強板37厚度的值t3表達式為：其中：I3主肢加強段截面中心線以上部分相對于中心線的慣性矩，I4主肢加強段截面中心線以下不含加強板的部分相對于中心線的慣性矩，b為加強板寬度。如圖1所示，所述拉索35通過拉桿Ⅰ6和拉桿Ⅱ8鉸接構成。如圖8、圖9所示，拉桿Ⅰ6和拉桿Ⅱ8均是在圓鋼兩端焊接耳板構成。如圖10、圖11所示，拉桿Ⅰ6和拉桿Ⅱ8通過銷軸Ⅵ34連接。所述平衡臂和拉索為單節或多節結構，多節結構時，相鄰兩節通過耳板和銷軸連接。根據圖1簡化出平衡臂力學結構簡圖12。其中平衡臂Ⅰ5與平衡臂Ⅱ7組成平衡臂AJ,其全長L；平衡重視為集中力P1，起升機構視為集中力P2；平衡臂Ⅱ7和拉桿Ⅱ8分別與塔頭4鉸接于J和H點，兩者間距為h2；拉桿Ⅰ6與平衡臂Ⅰ5鉸接于點G，距離平衡臂AJ軸線的垂足點F距離為h1，GF視為剛臂，且FJ距離為L1；起升機構重力P2作用點與點F之間的距離為L2；起升機構支架作用于主肢DF處,DF間距為L3；虛擬交點C與鉸點F間距為L4；平衡重的重力P1作用于平衡臂主肢的B點，距F點的距離為L5；AF間距為L6。本發明中的關鍵點為圖7中A、B、D、E、F、G、H、J點，除其相對位置不能發生改變外，其間距L、L1、L2、L3、L4、L5、L6、h1、h2和載荷P1、P2均可調整，能滿足不同型號塔機的需求。如圖13、圖14為平衡臂主肢截面。二者均為同型號的H型鋼。其中：t1為腹板厚度，t2為翼緣板厚度，B為翼緣板寬度，H為H型鋼總高度,t3為加強板厚度，b為加強板寬度。