Sachverhalt:
A. A.a Der 1954 geborene M._ arbeitete bis Dezember 2004 als Bauarbeiter in der Firma B._ AG. Am 30. Juni 2005 meldete er sich unter Angabe eines Rückenleidens (vermutlich Diskushernie) bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug (Berufsberatung und Umschulung auf eine neue Tätigkeit) an. Die IV-Stelle Luzern klärte die medizinischen und wirtschaftlichen Verhältnisse ab. Am 9. März 2007 verfügte sie, dass bei einem Invaliditätsgrad von 31 % kein Anspruch auf eine Rente bestehe.
A.b Am 27. Mai 2008 meldete sich M._ erneut bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug (Berufsberatung, Umschulung auf eine neue Tätigkeit, Rente) an. Neben einem Rückenleiden gab er psychische Erkrankung, Augenleiden, Beschwerden in Knie und Ohren sowie Ankylose (laut PSCHYREMBEL eine fibröse oder knöcherne Versteifung von Gelenken mit vollständigem Bewegungsverlust) an. Die IV-Stelle trat auf das Gesuch ein. Sie gab beim Institut I._ ein Gutachten (vom 2. Juni 2009) in Auftrag. Nach Würdigung der Expertise sowie der beigezogenen und beigebrachten medizinischen Unterlagen - darunter der Bericht des Dr. med. N._, Facharzt für Radiologie, vom 10. Juli 2009 - durch den Regionalen Ärztlichen Dienst (RAD) wies die IV-Stelle das Gesuch mit Verfügung vom 31. Juli 2009 bei einem Invaliditätsgrad von 31 % ab.
B. Die dagegen erhobene Beschwerde wies das Verwaltungsgericht des Kantons Luzern mit Entscheid vom 23. Juli 2010 ab.
C. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten lässt M._ beantragen, der vorinstanzliche Entscheid vom 23. Juli 2010 sei aufzuheben; es sei ein medizinisches Obergutachten bei einem Wirbelsäulenspezialisten anzuordnen.

Erwägungen:
1. Mit der Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann u.a. die Verletzung von Bundesrecht gerügt werden (<ref-law>). Die Feststellung des Sachverhalts kann nur gerügt werden, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht und wenn die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (<ref-law>). Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (<ref-law>). Es kann die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz von Amtes wegen berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht (<ref-law>).
2. Gerügt wird, Verwaltung und Vorinstanz hätten den medizinischen Sachverhalt (Art. 43 Abs. 1 bzw. <ref-law>) ungenügend abgeklärt und seien so zu Unrecht zum Schluss gekommen, dass sich seit der ersten Ablehnungsverfügung vom 9. März 2007 bis zum Erlass der zweiten Verfügung am 31. Juli 2009 die gesundheitlichen Verhältnisse nicht verschlechtert hätten.
3. 3.1 Nach Einsicht in das Gutachten des Instituts I._ vom 2. Juni 2009 reichte der Beschwerdeführer der Beschwerdegegnerin mit Schreiben vom 15. Juli 2009 den Bericht des Dr. med. N._ (vom 10. Juli 2009) über das am 8. Juli 2009 durchgeführte Upright MRI der Lendenwirbelsäule (LWS) ein. Er interpretierte die Aussagen des Arztes so, dass das MRI eine Nervenkompression (konsekutive Kompromittierung der Nervenwurzeln L2, L3 und L4) belege. Diese praxisgemäss schmerzhafte Kompression werde vom Gutachter des Instituts I._ Dr. med. E._, FMH Orthopädische Chirurgie, jedoch ausdrücklich verneint. Die Aussage sei somit nachweislich falsch und die Beurteilung entsprechend nicht schlüssig.
3.2 Die Vorinstanz erwog, die beschriebenen Veränderungen an der LWS seien in allen MRI-Aufnahmen derart ähnlich, dass nicht von einer relevanten Veränderung gesprochen werden könne. Entsprechend liege auch kein zusätzlicher Beweiswert der Upright MRI-Aufnahme vom 8. Juli 2009 vor, deren wissenschaftlicher Wert derzeit noch umstritten sei. Es sei festzuhalten, dass möglicherweise ab und zu Nervenwurzeln irritiert würden, dies aber ein zeitlich beschränkter Vorgang mit intermittierenden, an Intensität unterschiedlichen Symptomen sei. Dies bedeute aber keine dauerhafte Funktionseinschränkung. Daraus ergebe sich, dass eine Neubegutachtung und Mitberücksichtigung der bildgebenden Dokumente von 2009 keinen Sinn mache, weil es sich ganz offensichtlich nur um eine Momentaufnahme (sowohl klinisch wie radiologisch) handeln könne. Damit seien aber die Vorbringen gegen das Gutachten des Instituts I._ unbegründet und die Beschwerdegegnerin habe zu Recht darauf abgestellt. In diesem Sinne sei auch der Antrag auf das Einholen eines orthopädischen Gutachtens abzuweisen.
3.3 Die Frage, ob eine - invalidisierende - Arbeitsunfähigkeit vorliegt, beurteilt sich nicht in erster Linie nach der Diagnostik, sondern nach dem aus Anamnese, klinischer und apparativer Untersuchung sich ergebenden Gesamtbild; die Ergebnisse der bildgebenden Verfahren wie MRI und Upright MRI sind nur ein Element bei der Beurteilung. In casu war der Beschwerdeführer medizinisch sehr gut abgeklärt. Der Bericht über das Upright MRI ist von der Vorinstanz unter Einsatz eines medizinischen Fachrichters wie folgt gewürdigt worden:
Eine orthopädische Beurteilung der radiologisch-fachärztlichen Befundungen vom 23. Dezember 2004, vom 1. März 2006 und vom 8. Juli 2009 ergibt, dass es sich vorliegend nicht um eine relevante Veränderung oder Verschlimmerung handelt. Die vorbestehenden Stenosen waren bereits im Jahre 2004 vorhanden. Die beschriebenen degenerativen Veränderungen an der Lendenwirbelsäule sind in allen drei MRI-Aufnahmen derart ähnlich, dass nicht von einer relevanten Veränderung gesprochen werden kann. Entsprechend liegt auch kein zusätzlicher Beweiswert der Upright-MRI vom 8. Juli 2009 in Bezug auf die Stenosierung vor. Eine Verschlechterung des objektivierbaren Befundes, wie ihn der Beschwerdeführer geltend macht, ist deshalb aufgrund des MRI vom 8. Juli 2009 nicht ausgewiesen. Entsprechend zielt auch der Einwand, wonach deshalb auf das ABI-Gutachten nicht abzustellen sei, ins Leere. Ebenso kann der Beschwerdeführer bei diesem Sachverhalt aus der Zitierung eines Gerichtsurteils (vgl. VG-Urteil S 01 335 vom 25.4.2002), wonach auf ein Gutachten nicht abgestützt werden könne, wenn es sich auf Röntgenbilder abstütze, die mehr als drei Jahre zurückliegen, nichts zu seinen Gunsten ableiten. Denn vorliegend hat ja gerade das Upright-MRI vom 8. Juli 2009 gezeigt, dass von keiner relevanten Veränderung des Gesundheitszustandes ausgegangen werden konnte, weshalb von einer erneuten Aufnahme abgesehen werden konnte. Zudem ist darauf hinzuweisen, dass die ersten beiden MRI-Aufnahmen aus dem Jahre 2004 und 2006 in technischer Hinsicht vergleichbar sind, weil eine liegende Aufnahme ohne Veränderung der Position stattfand. Beim Upright-MRI aus dem Jahr 2009 wurde hingegen eine sitzende Stellung gewählt und zwischen Extension/Flexion verglichen. Derzeit ist aber der wissenschaftliche Wert der Upright MRI-Aufnahmen noch umstritten, so dass in letzter Konsequenz auf die in diesem Verfahren festgestellte, in Extension zunehmende Stenosierung im Spinalkanal (aber nicht in den Neuroforamina, was eine Nervenwurzelbeeinträchtigung bewirken könnte) aus fachärztlicher Sicht nicht abgestellt werden darf. Bereits im MRI 2006 hatte sich gezeigt, dass eine relevante Stenosierung (wie 2004 noch festgestellt) eigentlich nicht vorliegt, es aber Hinweise dafür gibt, dass repetitiv entzündliche Veränderungen stattfinden und dies sich in Form von sekundären, aber zeitlich befristeten Stenosen auswirken kann.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass möglicherweise ab und zu Nervenwurzeln irritiert werden, dies aber ein zeitlich beschränkter Vorgang mit intermittierenden, an Intensität unterschiedlichen Symptomen ist. Dies bedeutet aber keine dauerhafte Funktionseinschränkung. Daraus ergibt sich, dass eine Neubegutachtung und Mitberücksichtigung der bildgebenden Dokumente von 2009 keinen Sinn macht, weil es sich ganz offensichtlich nur um eine Momentaufnahme (sowohl klinisch als auch radiologisch) handeln kann. Damit sind aber die Vorbringen gegen das ABI-Gutachten unbegründet und die Beschwerdegegnerin hat zu Recht darauf abgestellt. In diesem Sinne ist auch der Antrag auf das Einholen eines orthopädischen Gutachtens abzuweisen.
(Entscheid S. 7 f.). Es ist nicht ersichtlich, was an dieser sorgfältigen Beweiswürdigung offensichtlich unrichtig (vorne E. 1) sein sollte. Die Bemerkung betreffend Wissenschaftlichkeit der Upright MRI-Methode ist zwar zweifelhaft (siehe Urteil 9C_252/2011 vom 14. Juli 2011), jedoch für die Beweiswürdigung der Vorinstanz, im gesamten Kontext betrachtet, nicht entscheidend. Es ist höchst unwahrscheinlich, dass aufgrund einer Neuinterpretation des Upright MRI neue Befunde auszumachen wären, die den Beschwerdeführer zusätzlich erheblich und dauerhaft einschränken würden.
4. Die Beschwerde wird im vereinfachten Verfahren nach <ref-law> ohne Durchführung des Schriftenwechsels und unter Auferlegung der Gerichtskosten an den Beschwerdeführer (<ref-law>) erledigt.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Verwaltungsgericht des Kantons Luzern, Sozialversicherungsrechtliche Abteilung, und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 25. Juli 2011
Im Namen der II. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Meyer Schmutz