Então sugiro fazer o teste sem passar pelo Apache (acessando diretamente o application server).
Está me parecendo que o app server poderia estar processando ainda e um timeout pequeno entre web server e app server fez com que o Apache desistisse da conexão e retornasse o erro para o browser.
Caso não reproduza acessando diretamente o app server, provavelmente é isso e as configurações de timeout do web server deveriam ser revistas.
Att.