Чтобы ответить на мой собственный вопрос: самое простое решение состояло в том, чтобы исправить номер версии в файле jar, который читается из имени файла version.properties (/com/sun/xml/ws/util/version.properties) и пересобрать файл jar jaxws-rt.jar, в котором содержится этот класс.
Альтернативный подход с использованием фильтра сервлетов в Tomcat также работает, но имеет снижение производительности.